JP4952028B2 - Light emitting element array chip with microlens and optical writing head - Google Patents

Light emitting element array chip with microlens and optical writing head Download PDF

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Description

本発明は、発光素子アレイチップ及び書き込みヘッドに関し、特にマイクロレンズ付き発光素子アレイチップの発光点シフトに関する。   The present invention relates to a light emitting element array chip and a writing head, and more particularly to a light emission point shift of a light emitting element array chip with a microlens.

発光素子アレイ及び光書き込みヘッドは、光プリンタ、ファクシミリ又は複写機に備えられた感光ドラムに、光を露光させるための光源として用いられていることが知られている（例えば、特許文献1）。光書き込みヘッドを備える光プリンタの原理図を図25に示す。円筒形の感光ドラム102の表面に、アモルファスSiなどの光導電性を持つ材料（感光体）が形成されている。このドラムはプリントの速度で回転している。回転しているドラムの感光体表面を、帯電器104で一様に帯電させる。そして、光書き込みヘッド100で、印字するドットイメージの光を感光体上に照射し、光の当たったところの帯電を中和する。続いて、現像器106で感光体上の帯電状態にしたがって、トナーを感光体上につける。そして、転写器108でカセット110中から送られてきた用紙112上に、トナーを転写する。用紙は、定着器114にて熱等を加えられ定着され、スタッカ116に送られる。一方、転写の終了したドラムは、消去ランプ118で帯電が全面にわたって中和され、清掃器120で残ったトナーが除去される。   It is known that a light emitting element array and an optical writing head are used as a light source for exposing light to a photosensitive drum provided in an optical printer, a facsimile machine, or a copying machine (for example, Patent Document 1). FIG. 25 shows a principle diagram of an optical printer provided with an optical writing head. A photoconductive material (photosensitive member) such as amorphous Si is formed on the surface of the cylindrical photosensitive drum 102. This drum rotates at the speed of printing. The surface of the photosensitive drum of the rotating drum is uniformly charged by the charger 104. Then, the optical writing head 100 irradiates the photosensitive member with the light of the dot image to be printed, and neutralizes the charging where the light hits. Subsequently, toner is applied on the photosensitive member by the developing device 106 in accordance with the charged state on the photosensitive member. Then, the toner is transferred onto the paper 112 sent from the cassette 110 by the transfer device 108. The sheet is heated and fixed by the fixing device 114 and sent to the stacker 116. On the other hand, the drum that has been transferred is neutralized by the erasing lamp 118 over the entire surface, and the remaining toner is removed by the cleaner 120.

更に、光書き込みヘッドを備えるファクシミリ、複写機の原理図を図26に示す。図25と同一の構成要素には、同一の参照番号を付して示す。   Further, FIG. 26 shows a principle diagram of a facsimile machine and a copying machine provided with an optical writing head. Components identical to those in FIG. 25 are denoted by the same reference numerals.

紙送りローラ130で搬送される読取り原稿122に光源124から光を照射し、その反射光を利用して、結像レンズ126を介し、イメージセンサ128で受光する。ファクシミリの印字又は複写機能、或いは複写機の複写機能によって、光書き込みヘッド100の発光素子アレイ132が点灯し、ロッドレンズアレイ134を介して感光ドラム102に照射される。用紙112への印字は、光プリンタで説明したとおりである。尚、発光素子アレイ132は、発光素子アレイチップを複数並べることにより、構成させることができる。   Light is emitted from the light source 124 to the read original 122 conveyed by the paper feed roller 130, and is received by the image sensor 128 through the imaging lens 126 using the reflected light. The light emitting element array 132 of the optical writing head 100 is turned on by the printing or copying function of the facsimile or the copying function of the copying machine, and the photosensitive drum 102 is irradiated through the rod lens array 134. Printing on the paper 112 is as described for the optical printer. The light emitting element array 132 can be configured by arranging a plurality of light emitting element array chips.

図24に、先行技術における光書き込みヘッドの代表的な構造図を示す。図24は、光プリンタに搭載される光書き込みヘッドの主走査方向に対して直交する方向（以下、副走査方向と称する）の断面図である。チップ実装基板60上に、発光素子を列上に配置した複数個の発光素子アレイチップ61が主走査方向に実装されており、この発光素子アレイチップ61の発光素子が発光する光の光路上には、主走査方向に長尺な正立等倍のロッドレンズアレイ74が配置されている。ロッドレンズアレイ74は、光軸方向の位置調整を図る調整機構としての機能を有するハウジング63により固定されている。発光素子から発光される光は、光ロッドレンズアレイ74を介して感光ドラム102に結像される。また、チップ実装基板60の下地には発光素子アレイチップ61の熱を放出するためのヒートシンク65が設けられており、ハウジング63とヒートシンク65は、チップ実装基板60を間に挟んで止め金具66により固定されている。そのような光書き込みヘッドの代表的な構造図については、先行技術として開示されている（例えば、特許文献2）。   FIG. 24 shows a typical structural diagram of an optical writing head in the prior art. FIG. 24 is a cross-sectional view of a direction perpendicular to the main scanning direction (hereinafter referred to as sub-scanning direction) of the optical writing head mounted on the optical printer. A plurality of light emitting element array chips 61 in which light emitting elements are arranged in a row are mounted on the chip mounting substrate 60 in the main scanning direction, and the light emitting elements of the light emitting element array chip 61 are on the optical path of light emitted. Is arranged with an erecting equal-magnification rod lens array 74 that is long in the main scanning direction. The rod lens array 74 is fixed by a housing 63 having a function as an adjustment mechanism for adjusting the position in the optical axis direction. Light emitted from the light emitting element forms an image on the photosensitive drum 102 via the optical rod lens array 74. In addition, a heat sink 65 for releasing the heat of the light emitting element array chip 61 is provided on the base of the chip mounting substrate 60. The housing 63 and the heat sink 65 are secured by a fastener 66 with the chip mounting substrate 60 interposed therebetween. It is fixed. A typical structural diagram of such an optical writing head is disclosed as a prior art (for example, Patent Document 2).

図19は、発光素子アレイチップにマイクロレンズを配置したときの平面図である。発光素子アレイチップ80には、チップ両端にボンディングパッド82が設けられ、発光素子アレイチップの発光点84がチップの縁部に沿って直線状に配列されている。図20は、前記発光素子アレイチップに対し、マイクロレンズ30ｍが発光素子上に連結して配列されている様子を示しており、マイクロレンズを設けた発光素子アレイチップの一部拡大図を示している。この拡大部分は、図19の点線で囲った部分に相当している。図21は、図20の側面図である。そのようなマイクロレンズ及び発光素子アレイチップは、先行技術として開示されている（例えば、特許文献3）。   FIG. 19 is a plan view when a microlens is arranged on the light emitting element array chip. The light emitting element array chip 80 is provided with bonding pads 82 at both ends of the chip, and the light emitting points 84 of the light emitting element array chip are arranged linearly along the edge of the chip. FIG. 20 shows a state where microlenses 30m are connected and arranged on the light emitting elements with respect to the light emitting element array chip, and shows a partially enlarged view of the light emitting element array chip provided with the microlenses. Yes. This enlarged portion corresponds to the portion surrounded by the dotted line in FIG. FIG. 21 is a side view of FIG. Such a microlens and a light emitting element array chip are disclosed as prior art (for example, Patent Document 3).

図22は、従来の発光素子アレイチップの配列状態を示し、図22(a)は、直線状配列の説明図であり、図22(b)は、従来の千鳥状配列の説明図である。図22(a)では、複数の発光点84が各発光素子アレイチップ80に直線状に配列されている。複数の発光点84が、同一配列間隔を保持したまま一直線状に連なるように、複数個の発光素子アレイチップ80を連結させている。   FIG. 22 shows an arrangement state of a conventional light emitting element array chip, FIG. 22 (a) is an explanatory view of a linear arrangement, and FIG. 22 (b) is an explanatory view of a conventional staggered arrangement. In FIG. 22 (a), a plurality of light emitting points 84 are linearly arranged on each light emitting element array chip 80. The plurality of light emitting element array chips 80 are connected so that the plurality of light emitting points 84 are connected in a straight line while maintaining the same arrangement interval.

図22（a）に示す略直線上一列に並べたタイプの発光素子アレイは、複数の発光素子アレイチップをプリント配線基板上に一方向に配列させている。プリンタ等により画像を出力する場合には、所定の画像データを所定の制御タイミングにより制御信号を同期させて、発光素子アレイチップ上の対応する発光素子部に制御信号を転送し、発光素子を発光させる。尚、このプリント配線基板60と正立等倍レンズアレイ74は、前述のように光書き込みヘッドとして一定の位置関係に支持・固定されている。発光素子アレイチップ上の各発光点に対応する像（即ち、照射光）は、正立等倍レンズアレイを介して、感光ドラム102に投影されている。   In the light emitting element array of the type arranged in a line on a substantially straight line shown in FIG. 22 (a), a plurality of light emitting element array chips are arranged in one direction on a printed wiring board. When an image is output by a printer or the like, the control signal is synchronized with predetermined image data at a predetermined control timing, the control signal is transferred to the corresponding light emitting element portion on the light emitting element array chip, and the light emitting element emits light. Let The printed wiring board 60 and the erecting equal-magnification lens array 74 are supported and fixed in a fixed positional relationship as an optical writing head as described above. An image (that is, irradiation light) corresponding to each light emitting point on the light emitting element array chip is projected onto the photosensitive drum 102 through the erecting equal-magnification lens array.

図22（ｂ）では、発光素子アレイチップ81の長さを、発光素子アレイチップ80の長さより長くした上で、奇数番目に当たるアレイチップ81−1と偶数番目に当たるアレイチップ81−2とを、向きを180度入れ換えて、両端が背中合わせになるように千鳥掛け状態に配置させている。   In FIG. 22B, the length of the light emitting element array chip 81 is made longer than the length of the light emitting element array chip 80, and then the odd-numbered array chip 81-1 and the even-numbered array chip 81-2 are The orientation is changed 180 degrees, and the two ends are arranged in a zigzag state so that both ends are back to back.

図22（b）に示す千鳥状に配列されたタイプの光発光素子アレイは、複数の発光素子アレイチップをプリント配線基板上に略直線上二列（直線a及び直線b）として千烏状に配置させており、発光点列（以下、主走査方向とも称する）のピッチが等間隔となるように配置させる。尚、このプリント配線基板と正立等倍レンズアレイは、前述のように光書き込みヘッドとして一定の位置関係に支持・固定されている。発光素子アレイチップ上の各発光点に対応する像（即ち、照射光）は、正立等倍レンズアレイを介して、感光ドラムに投影されている。ここで、感光ドラム上の像が正しく描かれるように、各発光素子アレイチップに画像データに対応する制御信号を与える。   The light-emitting element array of the staggered type shown in FIG. 22 (b) has a plurality of light-emitting element array chips arranged in two lines (straight line a and straight line b) on a printed wiring board in a zigzag pattern. The light emitting point arrays (hereinafter also referred to as main scanning direction) are arranged at equal intervals. The printed wiring board and the erecting equal-magnification lens array are supported and fixed in a fixed positional relationship as an optical writing head as described above. An image (that is, irradiation light) corresponding to each light emitting point on the light emitting element array chip is projected onto the photosensitive drum through the erecting equal-magnification lens array. Here, a control signal corresponding to the image data is given to each light emitting element array chip so that the image on the photosensitive drum is correctly drawn.

図23は、千鳥状に配列する発光素子アレイチップの切断する様子を示す。図23(a)はダイシングの説明図であり、図23(b)は千鳥配列状態の説明図である。図23(a)に示すように、発光素子アレイチップ81は、ダイシングブレード13により、発光点84を含む略矩形状の各個片に切断した後、図23(b)に示すように、隣接するチップ同士（81−1，81−2）が背中合わせに配置される。ダイシングブレード13を用いたダイシングにおいては、ダイシングテープ12上のアレイチップに対し、所定の角度で切断する。即ち、隣接チップと背中合わせに接触する側の長辺エッジの角度を、発光点84側の切断端面10bに対し、チップ表面10aとの為す角度αが鋭角であり、前記鋭角からの垂線よりも下面10cが出っ張ってないように切断する。これにより、切断端面10bの角度及び切断位置が最適され、安定した千鳥配列の位置決めができるようになる。   FIG. 23 shows a state in which the light emitting element array chips arranged in a staggered pattern are cut. FIG. 23 (a) is an explanatory diagram of dicing, and FIG. 23 (b) is an explanatory diagram of a staggered arrangement state. As shown in FIG. 23 (a), the light emitting element array chip 81 is cut into approximately rectangular pieces including the light emitting point 84 by the dicing blade 13, and then adjacent to each other as shown in FIG. 23 (b). The chips (81-1, 81-2) are arranged back to back. In dicing using the dicing blade 13, the array chip on the dicing tape 12 is cut at a predetermined angle. That is, the angle α of the long side edge on the side contacting the adjacent chip back to back with the chip surface 10a with respect to the cut end surface 10b on the light emitting point 84 side is an acute angle, and is lower than the perpendicular from the acute angle. Cut so that 10c does not protrude. As a result, the angle and cutting position of the cutting end face 10b are optimized, and stable staggered positioning can be achieved.

図22(b)に示すように、複数個のアレイチップ81が千鳥状配列により接続されることで、各アレイチップ81のチップ表面に直線状に配列された複数の発光点84の中心を結ぶ２本の直線ａ及びｂは、平行な直線となる。   As shown in FIG. 22 (b), by connecting a plurality of array chips 81 in a staggered arrangement, the centers of a plurality of light emitting points 84 arranged linearly on the chip surface of each array chip 81 are connected. The two straight lines a and b are parallel straight lines.

図22及び図23に示す発光素子アレイは、先行技術として開示されている（例えば、特許文献4）。   The light emitting element arrays shown in FIGS. 22 and 23 are disclosed as prior art (for example, Patent Document 4).

また、ダイシングによって、精度良く主走査方向の発光素子アレイチップを斜めに切断する方法は、先行技術として開示されている（特許文献5）。そこでは、各発光素子アレイチップの連結精度を高めることを可能とするため、各発光素子アレイチップの斜め切断方法を特殊な構造を施したデュアルダイサーを用いている。そのデュアルダイサーを用いて、各発光素子アレイチップの連結精度が高められている。   In addition, a method of obliquely cutting the light emitting element array chip in the main scanning direction with a high accuracy by dicing is disclosed as a prior art (Patent Document 5). In order to improve the connection accuracy of each light emitting element array chip, a dual dicer having a special structure for the oblique cutting method of each light emitting element array chip is used. The connection accuracy of each light emitting element array chip is improved using the dual dicer.

ところで、発光素子アレイとして、自己走査型発光素子アレイを用いた場合には、発光タイミングと回転する感光ドラムとの関係で、駆動方式に工夫を要することが知られている（例えば、特許文献6）。即ち、発光素子アレイチップの先頭画素に対応する発光素子を点灯し、次の画素に対応する発光素子、更に次の画素に対応する発光素子…、と順次点灯するため、発光素子アレイのチップの最終画素と隣接するチップの先頭画素とを駆動するタイミングは１走査分ずれる。この課題を解決するために、記録素子を相補的に逆方向に傾けて形成させるか、又は配列されたチップを相補的に傾けて実装する等の方法の他、時分割駆動する方式（特許文献6）が開示されている。   By the way, when a self-scanning light-emitting element array is used as the light-emitting element array, it is known that the drive system needs to be devised due to the relationship between the light emission timing and the rotating photosensitive drum (for example, Patent Document 6). ). That is, the light emitting element corresponding to the first pixel of the light emitting element array chip is turned on, the light emitting element corresponding to the next pixel, the light emitting element corresponding to the next pixel, and so on are sequentially turned on. The timing for driving the last pixel and the first pixel of the adjacent chip is shifted by one scan. In order to solve this problem, in addition to a method in which recording elements are tilted in the opposite direction in a complementary manner, or in which the arranged chips are tilted in a complementary manner, a time-division driving method (Patent Document) 6) is disclosed.

尚、前述の光プリンタなどに用いられる光書き込みヘッドとしては、発光素子の光利用効率も重要な要素となる。光利用効率が良ければ、それだけ発光素子アレイの消費電力も抑えることもできる。従って、発光素子の発熱劣化も低減できるため、長寿命化にも効果があることが一般的に知られている。そのため、光利用効率を高めるために、ＬＥＤ発光点の直上に球面状のマイクロレンズ（以下、球面レンズとも称する）の配列で構成されたマイクロレンズアレイを配置させることにより、ＬＥＤ発光の指向性を改善させる方法が知られている。即ち、マイクロレンズにより、ロッドレンズアレイの口径角内に入射する光線を増大させることができる。更に、球面レンズよりも発光効率を改善するために、発光素子形状に対応させて、マイクロレンズの最適形状化を図っているレンズ（以下、複合レンズとも称する）及びその製法についても開示されている（例えば、特許文献7）。   Note that the light utilization efficiency of the light emitting element is also an important factor for the optical writing head used in the above-described optical printer and the like. If the light utilization efficiency is good, the power consumption of the light emitting element array can be reduced accordingly. Therefore, it is generally known that the deterioration of heat generation of the light-emitting element can be reduced, and thus it is effective for extending the life. Therefore, in order to increase the light utilization efficiency, the directivity of LED light emission is improved by arranging a microlens array composed of an array of spherical microlenses (hereinafter also referred to as spherical lenses) immediately above the LED light emission point. Methods for improving are known. That is, the light incident on the aperture angle of the rod lens array can be increased by the microlens. Furthermore, in order to improve the light emission efficiency over the spherical lens, a lens (hereinafter, also referred to as a compound lens) that achieves an optimal shape of the microlens corresponding to the shape of the light emitting element and its manufacturing method are also disclosed. (For example, Patent Document 7).

図10(a)は、従来のマイクロレンズ（即ち、単純な円形レンズ）の場合における、発光点が略直線上に配列された発光素子アレイの構成例を示す図である。図10(b)は、図10(a)において、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。図10(a)に示すように、発光素子アレイチップ80m上の各発光点84の形状は、略正方形の一部(電極部分)に切り欠けが入った形状をしている(例えば、特許文献6)。そして、発光素子アレイチップ80mには、各発光点84の直上に円形の球面マイクロレンズ30m（即ち、円形レンズ）が配列されている。図11は、図10に示した発光点84及び球面マイクロレンズ30mを上部から見た図である。図11から、各発光点の形状に外接する円（破線に示す円）の中心位置（以下、発光点外接円中心とも称する）Opが、マイクロレンズの重心位置Ompと一致していることが分かる。このような構成の発光素子アレイチップにおいては、図10に示すように、発光素子アレイチップ端部側にある発光点IA1及びIA2は、感光ドラム上に結像（以下、発光点像とも称する）され、発光点像IA1’及びIA2’として照射される。図10(b)に示す発光点像80mdから分かるように、各発光点像は、ほぼ等間隔で照射される。尚、発光点84の主走査方向幅（図示a）は、各発光点の間隔pよりも短く、各発光点の間隔pによって各発光点像が結像されていることが分かる。 FIG. 10 (a) is a diagram showing a configuration example of a light emitting element array in which light emitting points are arranged on a substantially straight line in the case of a conventional microlens (that is, a simple circular lens). FIG. 10 (b) is a diagram schematically showing a light emission point image formed on the imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped in FIG. 10 (a). As shown in FIG. 10 (a), the shape of each light emitting point 84 on the light emitting element array chip 80m is a shape in which a part of a substantially square (electrode portion) is notched (for example, Patent Document 6). In the light emitting element array chip 80m, a circular spherical microlens 30m (that is, a circular lens) is arranged immediately above each light emitting point 84. FIG. 11 is a view of the light emitting point 84 and the spherical microlens 30m shown in FIG. 10 as viewed from above. From FIG. 11, it can be seen that the center position (hereinafter also referred to as the center of the light emitting point circumscribed circle) Op of the circle circumscribing the shape of each light emitting point coincides with the gravity center position Omp of the microlens. . In the light emitting element array chip having such a configuration, as shown in FIG. 10, the light emitting points I A1 and I A2 on the end side of the light emitting element array chip are imaged on the photosensitive drum (hereinafter referred to as a light emitting point image). And emitted as emission point images I A1 ′ and I A2 ′. As can be seen from the light emission point image 80md shown in FIG. 10 (b), the light emission point images are irradiated at substantially equal intervals. Note that the width of the light emitting point 84 in the main scanning direction (a in the drawing) is shorter than the interval p between the respective light emitting points, and it can be seen that each light emitting point image is formed by the interval p between the respective light emitting points.

図12(a)は、先行技術のマイクロレンズ（即ち、複合レンズ）の場合における、各発光素子アレイチップが千鳥状に配列された発光素子アレイの構成例を示す図である。図12(b)は、図12(a)において、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。発光素子アレイチップ81sの各発光点84の形状は、略正方形の一部(電極部分)に切り欠けが入った形状をしている。そして、発光素子アレイチップ81sには、各発光点84の直上にマイクロレンズ30（即ち、複合レンズ）が配置されている。図13は、図12に示した発光点84及び複合レンズ30を上部から見た図である。図13から、各発光点の形状に外接する円の中心位置Opが、マイクロレンズの重心位置Ospと一致していることが分かる。このような構成の発光素子アレイチップにおいては、図12に示すように、発光素子アレイチップ端部側にある発光点IE1及びIE2は、感光ドラム上には発光点像IE1’及びIE2’として結像される。図12(b)に示す発光点像81sdから分かるように、各発光点像は、各発光素子アレイチップ間の継ぎ目も含め、ほぼ等間隔で照射される。尚、発光点84の主走査方向幅（図10に示す図示aと同一であり、図示を省略している）は、各発光点の間隔pよりも短く、各発光点の間隔pによって各発光点像が結像されていることが分かる。 FIG. 12 (a) is a diagram showing a configuration example of a light emitting element array in which each light emitting element array chip is arranged in a staggered manner in the case of a microlens (that is, a compound lens) of the prior art. FIG. 12 (b) is a diagram schematically showing a light emission point image formed on the imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped in FIG. 12 (a). The shape of each light emitting point 84 of the light emitting element array chip 81s has a shape in which a part of the substantially square (electrode portion) is notched. In the light emitting element array chip 81s, the microlens 30 (that is, a composite lens) is disposed immediately above each light emitting point 84. FIG. 13 is a view of the light emitting point 84 and the compound lens 30 shown in FIG. 12 as viewed from above. From FIG. 13, it can be seen that the center position Op of the circle circumscribing the shape of each light emitting point coincides with the gravity center position Osp of the microlens. In the light emitting element array chip having such a configuration, as shown in FIG. 12, the light emitting points I E1 and I E2 on the end side of the light emitting element array chip have the light emitting point images I E1 ′ and I E1 on the photosensitive drum. Imaged as E2 '. As can be seen from the light emission point image 81sd shown in FIG. 12B, each light emission point image is irradiated at substantially equal intervals, including the joints between the light emitting element array chips. Note that the width in the main scanning direction of the light emitting point 84 (which is the same as that shown in FIG. 10a and is not shown) is shorter than the interval p between the light emitting points, and each light emission depends on the interval p between the light emitting points. It can be seen that a point image is formed.

また、発光点84は主走査方向に等間隔pで並び、直線(J‐J’)と直線(K‐K’)とは平行を維持しており、直線(L‐L’)と直線(M‐M’)も同様である。直線(L‐L’)と、直線(M‐M’)との間の距離は、副走査方向に間隔q離れており、直線(J‐J’)と、直線(K‐K’)との間の距離とほぼ同一である。また、直線(J‐J’)と直線(K‐K’)は、各発光素子アレイチップの各発光点の外接円中心Opをつないでいる。   Further, the light emitting points 84 are arranged at equal intervals p in the main scanning direction, and the straight line (JJ ') and the straight line (KK') are maintained in parallel, and the straight line (LL ') and the straight line ( The same applies to MM ′). The distance between the straight line (L-L ') and the straight line (M-M') is a distance q in the sub-scanning direction, and the straight line (J-J '), straight line (K-K') and Is approximately the same as the distance between The straight line (J-J ') and the straight line (K-K') connect the circumscribed circle center Op of each light emitting point of each light emitting element array chip.

図14(a)は、従来技術のマイクロレンズ（球面レンズ）の場合における、各発光素子アレイチップが千鳥状に配列された発光素子アレイの構成例を示す図である。図14 (b)は、図14 (a)において、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。発光素子アレイチップ81mの各発光点84の形状は、略正方形の一部(電極部分)に切り欠けが入った形状をしている。そして、発光素子アレイチップ81mには、各発光点84の直上にマイクロレンズ30mが構成されている。図14に示す発光点84及び球面レンズ30mの配置関係は、図11に示した構成と同一である。このような構成の発光素子アレイチップにおいては、図14に示すように、発光素子アレイチップ端部側にある発光点IC1及びIC2は、感光ドラム上には発光点像IC1’及びIC2’として結像される。図14(b)に示す発光点像81mdから分かるように、各発光点像は、各発光素子アレイチップ間の継ぎ目も含め、ほぼ等間隔で照射される。尚、発光点84の主走査方向幅（図10に示す図示aと同一である）は、各発光点の間隔pよりも短く、各発光点の間隔pによって各発光点像が結像されていることが分かる。 FIG. 14 (a) is a diagram showing a configuration example of a light emitting element array in which each light emitting element array chip is arranged in a staggered manner in the case of a conventional microlens (spherical lens). FIG. 14 (b) is a diagram schematically showing a light emission point image formed on the imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped in FIG. 14 (a). The shape of each light emitting point 84 of the light emitting element array chip 81m is a shape in which a part of a substantially square (electrode portion) is notched. In the light emitting element array chip 81m, a micro lens 30m is formed immediately above each light emitting point 84. The arrangement relationship between the light emitting point 84 and the spherical lens 30m shown in FIG. 14 is the same as the configuration shown in FIG. In the light emitting element array chip having such a configuration, as shown in FIG. 14, the light emitting points I C1 and I C2 on the end side of the light emitting element array chip have the light emitting point images I C1 ′ and I C1 on the photosensitive drum. Imaged as C2 '. As can be seen from the light emission point image 81md shown in FIG. 14B, each light emission point image is irradiated at substantially equal intervals, including the joints between the light emitting element array chips. The width of the light emitting point 84 in the main scanning direction (same as that shown in FIG. 10A) is shorter than the interval p between the respective light emitting points, and each light emitting point image is formed by the interval p between the respective light emitting points. I understand that.

また、発光点84は主走査方向に等間隔pで並び、直線(B‐B′)と直線(C‐C′)とは平行を維持しており、直線(D‐D′)と直線(E‐E′)も同様である。直線(B‐B′)と直線(C‐C′)の間の距離は、副走査方向に間隔q離れており、直線(D‐D′)と直線(E‐E′)の間の距離も同様である。また、直線(B‐B′)と直線(C‐C′)は、各発光素子アレイチップの各発光点の外接円中心Opをつないでいる。セルフォックレンズアレイのような、図24に示した正立等倍レンズアレイ74を用いる場合、レンズアレイの主走査方向中心線(LA‐LA′)付近で線(B‐B′)と線(C‐C′)を配置させている。 Further, the light emitting points 84 are arranged at equal intervals p in the main scanning direction, and the straight line (BB ′) and the straight line (CC ′) are maintained in parallel, and the straight line (DD ′) and the straight line ( The same applies to E-E ′). The distance between the straight line (BB ') and the straight line (CC') is a distance q in the sub-scanning direction, and the distance between the straight line (DD ') and the straight line (EE') Is the same. Further, the straight line (BB ′) and the straight line (CC ′) connect the circumscribed circle center Op of each light emitting point of each light emitting element array chip. When using the erecting equal-magnification lens array 74 shown in FIG. 24 such as a SELFOC lens array, the line (B-B ') near the center line (L A -L A ') in the main scanning direction of the lens array A line (CC ') is placed.

図10〜図14は、先行技術の構成として重要な要素を説明した図である（例えば、特許文献4）。   10 to 14 are diagrams for explaining important elements as a configuration of the prior art (for example, Patent Document 4).

図11で説明した各発光点の形状に外接する円（破線に示す円）の中心位置Opと、マイクロレンズ（球面レンズ）の重心位置Ompは、後述する定義方法によって規定される。また、図13で説明したマイクロレンズ(複合レンズ)の重心位置Ospは、後述する定義方法によって規定される。   The center position Op of a circle circumscribing the shape of each light emitting point described in FIG. 11 (circle indicated by a broken line) and the gravity center position Omp of the microlens (spherical lens) are defined by a definition method described later. Further, the center-of-gravity position Osp of the microlens (compound lens) described in FIG. 13 is defined by a definition method described later.

特開2003−170625公報JP 2003-170625 A 特開 2004−209703公報JP 2004-209703 A 特開 2005−311269公報JP 2005-311269 特開 2001−250981公報JP 2001-250981 A 特開2001−7054公報JP 2001-7054 特開平09−174937公報JP 09-174937 A 特開 2005−39195公報JP 2005-39195

図15に、複数の発光素子アレイチップを略直線上一列に並べたタイプの発光素子アレイの構成例（以下、第1の構成例とも称する）を示す。略直線上一列に並べたタイプの発光素子アレイチップ80は、複数の発光点34の発光領域の像（以下、発光領域像とも称する）を、ロッドレンズアレイを介して感光ドラム上に結像（発光点像）させる。その発光点像は、一列に等間隔に照射されていることが好ましく、そのような構成とすべきであることは当業者に明らかである。   FIG. 15 shows a configuration example (hereinafter also referred to as a first configuration example) of a light emitting element array of a type in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in a line on a substantially straight line. A light emitting element array chip 80 of a type arranged in a substantially straight line forms an image of a light emitting area of a plurality of light emitting points 34 (hereinafter also referred to as a light emitting area image) on a photosensitive drum via a rod lens array ( (Emission point image). It is clear to those skilled in the art that the light-emitting point images are preferably irradiated at regular intervals in a line, and should have such a configuration.

そこで、一列に等間隔の発光点像を得るためには、発光素子アレイチップの継ぎ目に直接隣接する発光点（図示In）においても、ほぼ等しい間隔pで並べられる必要がある。そのためには、高精細（例えば、高解像度化）になるにつれて、発光点の隙間の間隔を短くすることになり（即ち、間隔pが短くなり）、発光素子アレイチップの継ぎ目S1の切断線と、発光点Inとの距離が短くなってしまう。通常、発光素子アレイチップは化合物半導体上に形成されており、前述したように、発光素子アレイチップとしてダイシングソーによって切り出される（例えば、特許文献４）。 Therefore, in order to obtain light emission point images at equal intervals in a row, light emission points (In in the drawing) directly adjacent to the joints of the light emitting element array chips need to be arranged at substantially equal intervals p. For this purpose, as will high-definition (e.g., higher resolution), results in shortening the width of the gap of the light emitting points (i.e., the interval p is shortened), the cutting line of the seam S 1 of the light emitting element array chip Then, the distance from the light emitting point In is shortened. Usually, the light emitting element array chip is formed on a compound semiconductor, and as described above, the light emitting element array chip is cut out by a dicing saw as a light emitting element array chip (for example, Patent Document 4).

しかしながら、化合物半導体は脆く、切断時にチッピングが生じやすいため、切断線と発光点の間には数μm程度の余裕が必要である。また、プリント配線基板上に発光素子アレイチップを配列するときには、チップ同士の衝突でチップ破損を生じないように、チップ間を所定の隙間（図15に示すS1）を設けて配置することも必要になる。従って、発光素子アレイチップ上の発光点の大きさ（即ち、主走査方向を発光点幅a）を、各発光点の間隔（即ち、p）よりも一定値分小さくする必要があることから、高精細（即ち、高解像度化）になるにつれて、発光点ピッチの減少以上に相対的に発光点サイズが小さくなる。このことは、照射効率の低下を生じさせる。即ち、高精細と相対的に光出カが減少するという問題が生じる。 However, since compound semiconductors are brittle and easily chipped during cutting, a margin of about several μm is required between the cutting line and the light emitting point. Further, when arranging the light emitting element array chips on the printed wiring board, a predetermined gap (S 1 shown in FIG. 15) may be provided between the chips so that the chips are not damaged by the collision between the chips. I need it. Therefore, since the size of the light emitting points on the light emitting element array chip (that is, the light emitting point width a in the main scanning direction) needs to be smaller than the interval between the light emitting points (ie, p) by a certain value, As the definition becomes higher (that is, higher resolution), the emission point size becomes relatively smaller than the reduction of the emission point pitch. This causes a reduction in irradiation efficiency. That is, there arises a problem that the light output decreases relative to the high definition.

図16に、複数の発光素子アレイチップを千鳥状に配列されたタイプの発光素子アレイの構成例（以下、第2の構成例とも称する）を示す。発光点84は主走査方向に等間隔pで並び、直線(A‐A’)と直線(B‐B’)とは平行を維持しており、直線(A1‐A1’)と直線(A2‐A2’)の間の距離は、副走査方向に間隔q離れている。また、直線(A1‐A1’)と直線(A2‐A2’)は、各発光素子アレイチップの各発光点の外接円中心をつないでいる。セルフォックレンズアレイのような、図24に示した正立等倍レンズアレイ74を用いる場合、レンズアレイの主走査方向中心線(LA‐LA′)付近で直線(A1‐A1’)と直線(A2‐A2’)を配置することが好ましい。即ち、解像度、光量ムラなどの点で、レンズアレイの主走査方向中心線(LA‐LA′)から離れるにつれて、性能低下しうるためである。このため、千鳥配置となる2列の発光点列の距離qは、例えば、100μm以内が望ましい。 FIG. 16 shows a configuration example (hereinafter also referred to as a second configuration example) of a type of light emitting element array in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in a staggered manner. The light emitting points 84 are arranged at equal intervals p in the main scanning direction, and the straight line (AA ′) and the straight line (BB ′) are maintained in parallel, and the straight line (A 1 -A 1 ′) and the straight line ( The distance between A 2 and A 2 ′) is a distance q in the sub-scanning direction. The straight line (A 1 -A 1 ′) and the straight line (A 2 -A 2 ′) connect the circumscribed circle centers of the light emitting points of the light emitting element array chips. When using the erecting equal-magnification lens array 74 shown in FIG. 24, such as a SELFOC lens array, a straight line (A 1 -A 1 ′) near the center line (L A -L A ′) in the main scanning direction of the lens array. ) And a straight line (A 2 -A 2 ′). That is, in terms of resolution, light amount unevenness, and the like, the performance may decrease as the distance from the center line (L A -L A ′) in the main scanning direction of the lens array increases. For this reason, it is desirable that the distance q between the two light emitting point arrays in a staggered arrangement is, for example, within 100 μm.

また、画像信号処理の観点からは2列の発光点列の距離qは、副走査方向の解像度の整数倍とすることが望ましい。この条件では、列間の画像データのずれを整数ライン分とできるためチップ毎の点灯タイミングが一致させることができる（例えば、特許文献6）。更に、列間の距離qが大きくなると、光プリンタ等において列間qの画像データのズレを補正するために必要なメモリ量が多くなる。それによりメモリ増加に伴うコストが増大しうるため、列間の距離qはできる限り小さい方が好ましい。尚、第2の構成例の場合、第1の構成例と異なり、主走査方向に発光素子アレイチップを突き合わせで配置するわけではない。即ち、各チップを交互に直線(A1‐A1’)と直線(A2‐A2’)とずれて配置するため、主走査方向の切断精度は、第1の構成例と比較して高精度を要求されない。 Further, from the viewpoint of image signal processing, it is desirable that the distance q between the two light emitting point arrays is an integral multiple of the resolution in the sub-scanning direction. Under this condition, the deviation of the image data between the columns can be set to an integer line, so that the lighting timing for each chip can be matched (for example, Patent Document 6). Further, when the distance q between the columns increases, the amount of memory necessary for correcting the shift of the image data between the columns q in an optical printer or the like increases. As a result, the cost associated with an increase in memory can be increased, so the distance q between columns is preferably as small as possible. In the case of the second configuration example, unlike the first configuration example, the light emitting element array chips are not arranged in abutment in the main scanning direction. In other words, since each chip is alternately shifted from the straight line (A 1 -A 1 ′) and the straight line (A 2 -A 2 ′), the cutting accuracy in the main scanning direction is higher than that of the first configuration example. High accuracy is not required.

しかしながら、第2の構成例の発光素子アレイを光書き込みヘッドに用いる場合には、上述の理由から2列間の距離qを短くしたいという要請があるため、切断線と発光点の距離をできるだけ短くすべきとする課題がある。また、チッピングの影響をなくすために切断線と発光点の間には数μm程度の余裕を設けつつ、第2の構成例に従って高精細化すべきとする課題がある。   However, when the light emitting element array of the second configuration example is used for the optical writing head, there is a demand for shortening the distance q between the two columns for the above-described reason, and therefore the distance between the cutting line and the light emitting point is made as short as possible. There is a problem to be done. In addition, there is a problem that high definition should be achieved according to the second configuration example while providing a margin of about several μm between the cutting line and the light emitting point in order to eliminate the influence of chipping.

また、第2の構成例においても、プリント配線基板上に千鳥配列状に発光素子アレイチップを並べるときに、チップ同士が衝突して破損しないように、チップ間は所定の隙問を空けて配置する必要がある。また、2本のチップ間の隙問が狭いとダイボンディング用の接着剤が毛管現象で吸い上げられ、チップ表面を汚してしまう危険性もある。従って、各チップの副走査方向の切断位置は、発光点よりも一定距離以上離れたところを通し、各チップの配置上の余裕（図16に示すS2）を確保すべきとする課題がある。 Also in the second configuration example, when the light emitting element array chips are arranged in a staggered pattern on the printed wiring board, the chips are arranged with a predetermined gap so that the chips do not collide and are damaged. There is a need to. In addition, if the gap between the two chips is narrow, there is a risk that the adhesive for die bonding is sucked up by capillary action and the chip surface is soiled. Therefore, there is a problem that the cutting position in the sub-scanning direction of each chip should pass through a place more than a certain distance from the light emitting point to ensure a margin (S 2 shown in FIG. 16) in the arrangement of each chip. .

更に、前述の時分割駆動時の間題点としては、第1の構成例、第2の構成例に共通して、発光素子アレイとして、自己走査型発光素子アレイ（以下、SLEDとも称する）などの時分割発光素子を使った場合に、チップ内の第1発光点と最終発光点の点灯タイミングにずれが生じる。図17に、点灯タイミングの転送方向が一方向（図示する矢印の点灯方向）の場合における、紙送り方向の感光ドラム上への照射位置についての関係を表す。また、図18に、点灯タイミングの転送方向が奇数・偶数チップ毎について交互に逆の場合（図示する矢印の点灯方向）における、紙送り方向の感光ドラム上への照射位置についての関係を表す。図17では、第1の構成例として、各発光素子アレイチップ80の発光点が略一直線上に配置されており、各発光素子アレイ端部の発光点IG1及びIG2は、発光点像80dで一直線上とはならずに、ずれて照射される様子が示されている（図示IG1’及びIG2’）。図18では、第2の構成例として、各発光素子アレイチップ81が千鳥配列に配置されており、各発光素子アレイチップ端部の発光点IH1及びIH2は、発光点像81dでは、一直線上とはならずに、ずれて照射される様子が示されている（図示IH1’及びIH2’）。このように、本来直線でなければならない感光ドラム上での画像データが、紙送り方向にチップ単位で鋸歯状(図17に示す)、又は三角波状(図18に示す)となってしまうという問題点がある。 Further, as a problem in the time-division driving described above, in common with the first configuration example and the second configuration example, as a light emitting element array, a self-scanning light emitting element array (hereinafter also referred to as SLED) is used. When the divided light emitting elements are used, there is a difference in lighting timing between the first light emitting point and the last light emitting point in the chip. FIG. 17 shows the relationship regarding the irradiation position on the photosensitive drum in the paper feeding direction when the lighting timing transfer direction is one direction (lighting direction of the arrow shown in the figure). FIG. 18 shows the relationship between the irradiation position on the photosensitive drum in the paper feed direction when the lighting timing transfer direction is alternately reversed for every odd-numbered and even-numbered chip (lighting direction of the arrow shown). In FIG. 17, as a first configuration example, the light emitting points of each light emitting element array chip 80 are arranged in a substantially straight line, and the light emitting points I G1 and I G2 at the end of each light emitting element array are represented by a light emitting point image 80d. FIG. 3 shows a state in which irradiation is performed without shifting on a straight line (illustrated I G1 ′ and I G2 ′). In FIG. 18, as a second configuration example, the light emitting element array chips 81 are arranged in a staggered arrangement, and the light emitting points I H1 and I H2 at the ends of the light emitting element array chips are straight in the light emitting point image 81d. It is shown that the irradiation is performed without shifting on the line (illustrated I H1 ′ and I H2 ′). In this way, the image data on the photosensitive drum, which must be a straight line, becomes a sawtooth shape (shown in FIG. 17) or a triangular wave shape (shown in FIG. 18) in units of chips in the paper feed direction. There is a point.

この問題に関して、第1の構成例については、従来技術ではチップを主走査方向に対して傾けた構成とする手法でこの問題を取り扱っている（特許文献6）。その手法では、高解像度化する発光素子アレイチップにとっても、十分な手法とはいえない。更に、その手法では、一定方向の傾きで平行に維持させる発光素子アレイ構成となっており、千鳥配列（第2の構成例）に対しては取り扱えないものとなっている。従って、従来技術では、時分割駆動方式、或いは自己走査型の発光素子アレイにおいて、副走査方向への発光点像のすれを補正する手法には、改善の余地がある。   Regarding this problem, in the first configuration example, the conventional technique deals with this problem by a technique in which the chip is inclined with respect to the main scanning direction (Patent Document 6). This method is not a sufficient method even for a light emitting element array chip whose resolution is increased. Furthermore, this method has a light emitting element array configuration that is maintained in parallel at a certain inclination, and cannot be handled for a staggered arrangement (second configuration example). Therefore, in the prior art, there is room for improvement in the method of correcting the blur of the light emission point image in the sub-scanning direction in the time-division driving method or the self-scanning light-emitting element array.

本発明は、高精細な光書き込みヘッドを実現することを目的とする。   An object of the present invention is to realize a high-definition optical writing head.

本発明の発光素子アレイチップは、所定の装置に備えられた感光ドラムに発光点像を結像させる光学系を有する光書き込みヘッドに備えられ、直線状に配列された複数個の発光点からなる発光点列を有する複数の発光素子アレイチップであって、各発光点上にそれぞれ配置するマイクロレンズを備え、前記発光点に対応する前記発光点像が、ロッドレンズを備える前記光学系を介して結像され、前記発光点と前記発光点に対応するマイクロレンズとで構成された組み合わせ毎に、前記発光点と前記発光点に対応する前記マイクロレンズとの配置関係を有し、各組み合わせ毎の前記配置関係が、前記発光点に対応する前記発光点像の全てについて略等間隔になるように、前記発光点の外接円中心と前記発光点に対応するマイクロレンズのレンズ重心に基づいて規定され、少なくとも1つの前記組み合わせの配置関係が、主走査方向又は副走査方向に不一致となるように構成される。   The light-emitting element array chip of the present invention is provided in an optical writing head having an optical system for forming a light-emitting point image on a photosensitive drum provided in a predetermined apparatus, and includes a plurality of light-emitting points arranged in a straight line. A plurality of light emitting element array chips each having a light emitting point array, each including a microlens disposed on each light emitting point, and the light emitting point image corresponding to the light emitting point is provided via the optical system including a rod lens. For each combination that is imaged and configured by the light emitting point and the microlens corresponding to the light emitting point, the light emitting point and the microlens corresponding to the light emitting point have an arrangement relationship, The circumscribed circle center of the light emitting point and the lens of the microlens corresponding to the light emitting point so that the arrangement relationship is substantially equidistant for all of the light emitting point images corresponding to the light emitting point. Is defined on the basis of the heart, arrangement of at least one of the combinations is configured such that the mismatch in the main scanning direction or sub-scanning direction.

また、本発明の発光素子アレイチップは、前記配置関係について不一致となる前記組み合わせが、前記発光素子アレイチップに備えられた全ての前記組み合わせであり、主走査方向にのみ不一致に構成されている。   In the light emitting element array chip of the present invention, the combinations that are inconsistent in the arrangement relationship are all the combinations provided in the light emitting element array chip, and are configured to be inconsistent only in the main scanning direction.

それとは別に、本発明の発光素子アレイチップは、前記配置関係について不一致となる前記組み合わせが、前記発光素子アレイチップに備えられた全ての前記組み合わせであり、副走査方向にのみ不一致に構成されている。   Apart from that, in the light emitting element array chip of the present invention, the combinations that are inconsistent with respect to the arrangement relationship are all the combinations provided in the light emitting element array chip, and are configured to be inconsistent only in the sub-scanning direction. Yes.

更に、本発明の発光素子アレイチップは、前記発光素子アレイチップが、自己走査型発光素子アレイチップであって、全ての前記マイクロレンズのレンズ重心の位置をつなぐ線と、全ての前記発光点の外接円中心の位置をつなぐ線が、平行ではない所定の角度で規定されている。特に、前記所定の角度が、時分割駆動方式の前記発光素子アレイチップを用いた光プリンタ、ファクシミリ及び複写機のいずれか1つの解像度を基準として定められている。   Furthermore, in the light emitting element array chip of the present invention, the light emitting element array chip is a self-scanning light emitting element array chip, and a line connecting positions of the center of gravity of the lens of all the microlenses and all of the light emitting points. A line connecting the positions of the circumscribed circle centers is defined at a predetermined angle that is not parallel. In particular, the predetermined angle is determined on the basis of the resolution of any one of an optical printer, a facsimile, and a copier using the light-emitting element array chip of the time-division driving method.

高精細な発光素子アレイにおいて、光出力の減少を抑制しつつ、各チップ間について製造上の要求を満たしながら、所定の隙間を設けて発光素子アレイチップを配置することができる。   In a high-definition light-emitting element array, it is possible to arrange light-emitting element array chips with a predetermined gap while satisfying manufacturing requirements between chips while suppressing a decrease in light output.

また、2本の発光点列間の距離を短くして、チップの主走査方向又は副走査方向の切断線と発光点の距離をできるだけ長くし、チッピングの影響をなくすためにチップの主走査方向又は副走査方向の切断線と発光点の間に数μm程度の余裕を設けることができる。更に、各チップ同士がぶつかって破損しないように、各チップ間は所定の隙問を空けて配置できる。   In addition, the distance between the two light emitting point arrays is shortened, the distance between the cutting line in the main scanning direction or the sub scanning direction of the chip and the light emitting point is made as long as possible, and the chip main scanning direction is used to eliminate the influence of chipping. Alternatively, a margin of about several μm can be provided between the cutting line in the sub-scanning direction and the light emitting point. Furthermore, it can arrange | position with a predetermined gap between each chip | tip so that each chip | tip may not collide and may be damaged.

即ち、本発明の一実施例によれば、発光素子アレイチップ上に設けたレンズアレイの重心位置を調整することで、感光ドラム上の発光点像の位置を所定の位置に調整できる。それにより、チップ上の発光点位置をずらしても、感光ドラム上でほぼ等しい位置に発光点像を並べることができる。   That is, according to one embodiment of the present invention, the position of the light emitting point image on the photosensitive drum can be adjusted to a predetermined position by adjusting the position of the center of gravity of the lens array provided on the light emitting element array chip. Thereby, even if the light emitting point position on the chip is shifted, the light emitting point images can be arranged at substantially the same position on the photosensitive drum.

それとは別に、発光点の位置をずらすことなく、レンズアレイの重心位置をすらすことにより発光点像の位置をずらすこともできる。そのため、時分割発光素子を使った場合であっても、チップ内の第1発光点と最終発光点の点灯タイミングにずれを改善するように発光素子アレイチップを構成できる。   Alternatively, the position of the light emitting point image can be shifted by shifting the center of gravity of the lens array without shifting the position of the light emitting point. Therefore, even when a time-division light emitting element is used, the light emitting element array chip can be configured so as to improve the difference in lighting timing between the first light emitting point and the final light emitting point in the chip.

本発明は、発光点の位置とマイクロレンズの位置関係を規定するものであり、まず、所定の事項について、以下に説明するように定義する。   The present invention defines the positional relationship between the position of the light emitting point and the microlens. First, predetermined items are defined as described below.

図8(a)は、各発光点の形状に外接する円の中心位置（以下、外接円中心位置と称する）について説明する模式図である。一般に、発光点は正方形又は長方形と、それらの一部分について電極によって切り欠かれたような形状をしていることが多い。外接円中心とは、図８(a)において、破線で示す円の中心位置(十字中央の黒ドット)をいう（図示Op）。   FIG. 8 (a) is a schematic diagram for explaining the center position of a circle circumscribing the shape of each light emitting point (hereinafter referred to as the circumscribed circle center position). In general, the light emitting points are often square or rectangular and have a shape such that a part thereof is cut out by an electrode. The circumscribed circle center means the center position (black dot at the center of the cross) indicated by a broken line in FIG.

図8(b)は、各発光点上のマイクロレンズの重心位置（以下、レンズ重心位置とも称する）について説明する模式図である。例えば、単純な円形状の球面レンズ又は非球面レンズであれば、レンズ重心位置は、その円の中心位置（図示Omp）をいう。レンズが均質媒質であるとしたとき、「重心位置」は、その形状、各部分の厚みなどから決まる重心の位置となる（図示Omp）。例えば、図13に示した複合レンズであっても、同様に、その形状、各部分の厚みなどから定まる重心の位置をいう（図13に示すように、便宜上、Ospと区別する）。   FIG. 8 (b) is a schematic diagram for explaining the centroid position of the microlens (hereinafter also referred to as the lens centroid position) on each light emitting point. For example, in the case of a simple circular spherical lens or aspherical lens, the lens centroid position refers to the center position (Omp in the drawing) of the circle. When the lens is a homogeneous medium, the “center of gravity position” is the position of the center of gravity determined by the shape, thickness of each part, etc. (Omp in the drawing). For example, the compound lens shown in FIG. 13 also refers to the position of the center of gravity determined by its shape, the thickness of each part, and the like (as distinguished from Osp for convenience as shown in FIG. 13).

以下に説明する実施例において、略一直線上の配置の発光素子アレイチップ80を同様の要素として、各実施例に応じた添字 (80m、80 m1、80 m2)で表している。同様に、千鳥配列の発光素子アレイチップ81を同様の要素として、各実施例に応じた添字 (81m、81 m1、80 S1)で表している。 In the embodiments described below, the light-emitting element array chips 80 arranged in a substantially straight line are represented by the subscripts (80 m, 80 m 1 , 80 m 2 ) corresponding to the respective embodiments as the same elements. Similarly, the staggered light emitting element array chip 81 is represented by the subscripts (81 m, 81 m 1 , 80 S1 ) corresponding to the respective examples, with the same elements.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明による光書き込みヘッドを構成する光学系について概略を説明する。   First, an outline of an optical system constituting the optical writing head according to the present invention will be described.

図9(a)に、従来技術に基づいた光書き込みヘッドに係る光学系の模式図を示し、図9(b)に、本発明に基づいた光書き込みヘッドに係る光学系の模式図例を示す。   FIG. 9 (a) shows a schematic diagram of an optical system related to an optical writing head based on the prior art, and FIG. 9 (b) shows a schematic diagram example of an optical system related to the optical writing head based on the present invention. .

具体的には、図9(a)は、発光素子アレイチップ（例えば、LEDアレイ）の発光点の像を、ロッドレンズアレイ（例えば、セルフォックレンズアレイ）を介して感光ドラム上に結像させた光学系の模式図である。そのような光学系は、いわゆるLEDを備えた光プリンタの光学系として用いられる。図21で説明したように、図9(a)のLEDアレイとマイクロレンズアレイは、側面方向から見れば、LED基板と一体に形成されている。尚、図21では、球面レンズを代表的に図示しているが、非球面レンズアレイ又は複合レンズアレイであってもよい。   Specifically, FIG. 9A shows an image of a light emitting point of a light emitting element array chip (eg, LED array) on a photosensitive drum via a rod lens array (eg, Selfoc lens array). It is a schematic diagram of an optical system. Such an optical system is used as an optical system of an optical printer having a so-called LED. As described with reference to FIG. 21, the LED array and the microlens array in FIG. 9A are formed integrally with the LED substrate as viewed from the side. In FIG. 21, a spherical lens is representatively illustrated, but an aspherical lens array or a compound lens array may be used.

図9(a)では、1個のLED発光点（In）と感光ドラム102の結像（発光点像In’）の関係のみを示しており、且つ、マイクロレンズ（同図において、球面レンズ30mで説明する）は、模式的に薄肉レンズで描かれている。図9(a)の光学系は、発光点In直後に設けられたマイクロレンズ30mで形成された発光点の虚像In’’(マイクロレンズで拡大されている)を、ロッドレンズアレイ74で感光ドラム上に正立等倍像している光学系である。従って、図9(a)に示されているように、発光点の虚像は、発光点とマイクロレンズを結ぶ光軸上に形成され、従って、感光ドラム上の発光点像も同じ位置に形成される。図9(b)は、結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示したものである。上記の通り、結像面上の発光点像は、元の発光点と同じ(共役な)位置に形成される。   FIG. 9 (a) shows only the relationship between one LED light emitting point (In) and the image of the photosensitive drum 102 (light emitting point image In ′), and a microlens (in FIG. 9, spherical lens 30m). Is schematically illustrated with a thin lens. The optical system of FIG. 9 (a) uses a rod lens array 74 to convert a virtual image In '' (enlarged by a micro lens) of a light emitting point formed by a micro lens 30m provided immediately after the light emitting point In to a photosensitive drum. This is an optical system in which an erect life-size image is formed on the top. Therefore, as shown in FIG. 9 (a), the virtual image of the light emitting point is formed on the optical axis connecting the light emitting point and the microlens, and thus the light emitting point image on the photosensitive drum is also formed at the same position. The FIG. 9 (b) schematically shows a light emission point image formed on the imaging surface (photosensitive drum surface). As described above, the light emission point image on the imaging surface is formed at the same (conjugate) position as the original light emission point.

具体的には、図9(b)は、発光素子アレイチップ（同図において、LEDアレイ）の発光点の像を、ロッドレンズアレイ74を介して感光ドラム上に結像する光学系の別の模式図である。図9(a)と対比可能なように、マイクロレンズ等の構成要素を同様のものとして説明する。   Specifically, FIG. 9B shows another example of an optical system that forms an image of a light emitting point of a light emitting element array chip (LED array in the figure) on a photosensitive drum via a rod lens array 74. It is a schematic diagram. In order to be able to compare with FIG. 9 (a), description will be made assuming that the components such as the microlens are the same.

図9(b)では、1個のLED発光点（In）と感光ドラム102の結像（発光点像In’）の関係のみを示しており、且つ、マイクロレンズ30mは、模式的に薄肉レンズで描かれている。図9(b)の光学系は、発光点In直後に設けられたマイクロレンズ30mで形成された発光点の虚像In’’(マイクロレンズで拡大されている)を、セルフォックレンズアレイで感光ドラム上に正立等倍像している光学系である。   FIG. 9B shows only the relationship between one LED emission point (In) and the image of the photosensitive drum 102 (emission point image In ′), and the microlens 30m is typically a thin lens. It is drawn in. The optical system of FIG. 9 (b) is a photosensitive drum using a Selfoc lens array to display a virtual image In '' (enlarged by a microlens) of a light emitting point formed by a microlens 30m provided immediately after the light emitting point In. This is an optical system in which an erect life-size image is formed on the top.

図9(b)に示す光学系は、図9(a)に示す光学系と異なり、発光点はマイクロレンズ光軸からずれた位置にあるため、図9(b)に示されているように、発光点の虚像は、マイクロレンズの光軸からずれた位置に形成されている。従って、感光ドラム102上の感光発光点像もこれと共役な、ずれた位置に形成される。また、虚像は拡大されているため、虚像位置のマイクロレンズ光軸からのずれ量は、発光点のずれ量よりも、この拡大倍率分だけ拡大されることになる。従って、発光点像は、発光点像の位置のずれ量と同様に拡大される。   The optical system shown in FIG. 9 (b) is different from the optical system shown in FIG. 9 (a), and the light emitting point is at a position shifted from the optical axis of the microlens, so as shown in FIG. 9 (b). The virtual image of the light emitting point is formed at a position shifted from the optical axis of the microlens. Therefore, the photosensitive light-emitting point image on the photosensitive drum 102 is also formed at a shifted position conjugate with this. Further, since the virtual image is enlarged, the deviation amount of the virtual image position from the microlens optical axis is enlarged by this enlargement magnification rather than the deviation amount of the light emitting point. Therefore, the light emission point image is enlarged in the same manner as the displacement amount of the light emission point image.

例えば、無限遠又は有限遠の共役光学系に主走査・副走査に移動可能な対物レンズを設け、対象物におけるスポット光を調整する手段は一般的に知られている。しかし、集光機能としてのマイクロレンズに、そのような光軸調整機能を持たせ、且つ応用した先行技術はなく、本発明は、この効果を利用して、従来技術の問題点を解決しようとするものである。   For example, means for adjusting spot light on a target object by providing an objective lens capable of moving in main scanning and sub scanning in a conjugate optical system at infinity or finite is generally known. However, there is no prior art in which a microlens as a condensing function is provided with such an optical axis adjustment function, and the present invention makes use of this effect to solve the problems of the prior art. To do.

即ち、図9(a)に示す光学系は、従来技術に基づいたものである。前述したように、高精細と相対的に光出カが減少するという課題を有する構成である。また、チッピングの影響をなくすために切断線と発光点の間には数μm程度の余裕を設けることの課題を有し、更に第2の構成例に従って高精細化する課題を有するものである。また、プリント配線基板上に発光素子アレイチップを並べるときに、チップ同士がぶつかって破損しないように、チップ間は所定の隙問を空けて配置すべき課題を有するものである。加えて、チップ表面を汚してしまう危険性を避けるため、切断位置を発光点よりも一定距離以上離れたところを通さねばならない課題を有するものである。そして、時分割駆動の際に、本来直線でなければならない感光ドラム上での画像データが、紙送り方向にチップ単位で鋸歯状(図17に示す)、又は三角波状(図18に示す)となってしまうという問題点を有するものである。   That is, the optical system shown in FIG. 9 (a) is based on the prior art. As described above, this configuration has a problem that the light output decreases relative to the high definition. In addition, there is a problem of providing a margin of about several μm between the cutting line and the light emitting point in order to eliminate the influence of chipping, and further, there is a problem of high definition according to the second configuration example. In addition, when the light emitting element array chips are arranged on the printed circuit board, there is a problem that the chips should be arranged with a predetermined gap so that the chips do not collide with each other and are not damaged. In addition, in order to avoid the risk of soiling the chip surface, there is a problem that the cutting position must be passed a certain distance away from the light emitting point. When the time-division driving, the image data on the photosensitive drum, which must be a straight line, is sawtooth-shaped (shown in FIG. 17) or triangular wave shape (shown in FIG. 18) in units of chips in the paper feed direction. It has the problem of becoming.

本発明によれば、図9(b)に示す光学系を具体化させて、上述の問題を全て解決できる。   According to the present invention, the optical system shown in FIG. 9B can be embodied to solve all the above problems.

即ち、第1の構成例に従って、マイクロレンズのレンズ重心と発光点外接円中心との位置関係を主走査方向に意図的にずらすことにより、発光点サイズを縮小させることなく、光プリンタ等の設計要求に合致した解像度（即ち、高精細化）且つ、感光ドラム上で等間隔の発光点像となるように構成させることができる。そのため、高精細と相対的に光出カが減少するという課題を解決できる。   In other words, according to the first configuration example, the optical printer or the like can be designed without reducing the light emitting point size by intentionally shifting the positional relationship between the center of gravity of the microlens lens and the center of the light emitting point circumscribed circle in the main scanning direction. It is possible to configure so that light emission point images with a resolution (that is, higher definition) that meets the requirements and on the photosensitive drum are equally spaced. Therefore, it is possible to solve the problem that the light output decreases relative to the high definition.

また、第2の構成例に従って高精細化するために、マイクロレンズのレンズ重心と発光点外接円中心との位置関係を副走査方向に意図的にずらすことにより、チッピングの影響を受けることなく、切断線と発光点の間には数μm程度の余裕を設けることができる。   In addition, in order to achieve high definition according to the second configuration example, the positional relationship between the center of gravity of the microlens and the center of the light emitting point circumscribed circle is intentionally shifted in the sub-scanning direction without being affected by chipping, A margin of about several μm can be provided between the cutting line and the light emitting point.

更に、第1及び第2の構成例においては、プリント配線基板上に発光素子アレイチップを並べるときに、チップ同士が衝突して破損しないようにするために、マイクロレンズのレンズ重心と発光点外接円中心との位置関係を主走査方向又は副走査方向に意図的にずらすことにより、チップ間は所定の隙問を確保して配置することができる。同様の手法により、第2の構成例においては、2本のチップ間の隙問が狭いとダイボンディング用の接着剤が毛管現象で吸い上げられ、チップ表面を汚してしまう危険性を避けるように、切断位置を発光点よりも一定距離以上離れたところを通すことができる。   Further, in the first and second configuration examples, when the light emitting element array chips are arranged on the printed wiring board, the lens center of gravity of the microlens and the light emitting point circumscribing are provided so that the chips do not collide and are damaged. By intentionally shifting the positional relationship with the center of the circle in the main scanning direction or the sub-scanning direction, a predetermined gap can be secured between the chips. By the same method, in the second configuration example, if the gap between the two chips is narrow, the adhesive for die bonding is sucked up by capillary action, so as to avoid the risk of soiling the chip surface. The cutting position can be passed a certain distance away from the light emitting point.

更に、自己走査型発光素子アレイを用いた場合に、時分割駆動において、光プリンタ等の設計要求に合致した解像度で、光プリンタの紙送り速度と1チップ分の転送にかかる時間の間に一定の関係がある感光ドラム上の発光点像を得るように、マイクロレンズのレンズ重心と発光点外接円中心との位置関係を主走査方向又は副走査方向に意図的にずらすことにより、紙送り方向にチップ単位で鋸歯状（図17に示す）、又は三角波状（図18に示す）となってしまうという問題点を解決できる。   In addition, when using a self-scanning light-emitting element array, in a time-division drive, with a resolution that matches the design requirements of an optical printer, etc., a constant between the paper feed speed of the optical printer and the time required to transfer one chip. In order to obtain a light emitting point image on the photosensitive drum having the relationship, the positional relationship between the center of gravity of the microlens lens and the center of the circumscribed circle of the light emitting point is intentionally shifted in the main scanning direction or the sub-scanning direction. In addition, the problem of a sawtooth shape (shown in FIG. 17) or a triangular wave shape (shown in FIG. 18) can be solved.

尚、上述の複数の課題又は問題点を解決するために、様々なマイクロレンズの配置又は発光点の配置の組み合わせにより、1つ以上の上述の問題又は課題を複合的に解決することもできる。   In addition, in order to solve the above-described plurality of problems or problems, one or more of the above-described problems or problems can be combined and solved by combining various microlens arrangements or light emission point arrangements.

（実施例１）
次に、上記の概略した発明の内容に基づいて、具体的な実施例1について説明する。実施例1は、図9で説明した手法を用いて、マイクロレンズ30mと発光点Inとの中心位置を主走査方向に意図的にずらすことにより、発光点サイズを縮小させることなく、光プリンタ等の設計要求に合致した解像度（即ち、高精細化）、且つ、等間隔の発光点像となるように構成した、より具体的な実施例である。 Example 1
Next, specific Example 1 will be described based on the contents of the above outlined invention. Example 1 uses the method described in FIG. 9 to intentionally shift the center position of the microlens 30m and the light emitting point In in the main scanning direction, without reducing the light emitting point size, such as an optical printer. This is a more specific embodiment that is configured so as to obtain light emission point images with a resolution (that is, higher definition) that meets the design requirements of FIG.

図1(a)は、第1の構成の発光素子アレイチップについて、本発明による一実施例である構成例を示す図である。図2は、図1(a)の左側チップの発光点（特に、右端の発光点IB1）の断面構造を示す。図1(a)のLEDアレイとマイクロレンズアレイは、側面方向から見ると、図2に示すように、LED基板と一体に形成されている。発光素子アレイチップ80m1の各発光点84の形状は、略正方形の一部(電極部分)に切り欠けが入った形状をしている。そして、チップ両端の発光点のみ、他の発光点問のピッチpと異なるピッチで主走査方向チップ内側に配置され、発光点（IB1又はIB2）の直上の球面マイクロレンズ30mの重心Ompが、該発光点形状に外接する円の中心位置Opよりも主走査方向外側にずらしてある（図示δ）。尚、発光点84の主走査方向幅（図示a）は、各発光点の間隔pよりも短く、各発光点の間隔pによって各発光点像が結像されていることが分かる。 FIG. 1 (a) is a diagram showing a configuration example which is an embodiment according to the present invention for a light emitting element array chip having a first configuration. FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the light emitting point (particularly, the rightmost light emitting point I B1 ) of the left chip of FIG. 1 (a). When viewed from the side, the LED array and the microlens array in FIG. 1 (a) are integrally formed with the LED substrate as shown in FIG. The shape of the light emitting element array the light emitting points 84 of the chip 80 m 1 has a shape that contains notched in a part of the substantially square (electrode portion). Only the light emitting points at both ends of the chip are arranged inside the chip in the main scanning direction at a pitch different from the pitch p of the other light emitting points, and the center of gravity Omp of the spherical microlens 30m immediately above the light emitting point (I B1 or I B2 ) The center position Op of the circle circumscribing the light emitting spot shape is shifted outward in the main scanning direction (δ in the figure). Note that the width of the light emitting point 84 in the main scanning direction (a in the drawing) is shorter than the interval p between the respective light emitting points, and it can be seen that each light emitting point image is formed by the interval p between the respective light emitting points.

図2において、各レンズ中心間は、発光素子アレイチップ端部を除き、42.3um間隔であり、各発光点中心間は、発光素子アレイチップ端部を除き、42.3um間隔である。発光素子アレイチップ端部は、マイクロレンズ重心線Bm及び発光点中心線Amともに主走査方向チップ内側に配置され、最も右側の発光点IB1の発光点中心線Amとレンズ重心線Bmは、4umずれている。尚、発光点84の主走査幅は全て13umとなっている。 In FIG. 2, the distance between the lens centers is 42.3 μm apart from the end of the light emitting element array chip, and the distance between the centers of the light emitting points is 42.3 μm apart from the end of the light emitting element array chip. The light emitting element array chip edge is disposed on the microlens gravity line Bm and the light emitting point centerline Am both the main scanning direction chips inside, the rightmost light emitting point centerline Am and lens gravity line Bm of the light emitting point I B1 is 4 um It's off. The main scanning width of the light emitting points 84 is all 13 μm.

更に、図１(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。δだけチップ内側にずれていたチップ両端の発光点IB1及びIB2は、図１(b)に示すように、感光ドラム上80m1dでは、他の発光点と等間隔pの位置に形成させることができる（図示IB1’及びIB2’）。 Further, FIG. 1B is a diagram schematically showing a light emission point image formed on the imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped. As shown in FIG. 1B, the light emitting points I B1 and I B2 at both ends of the chip that are shifted inward by δ are formed at positions equidistant from the other light emitting points on the photosensitive drum 80m 1 d. (I B1 ′ and I B2 ′ shown).

図2に示す構成において、本発明の一実施例である、より具体的な数値を示す。発光点幅を13μmとして、マイクロレンズを屈折率n=1.52の紫外線硬化性エポキシ樹脂材料で、直径30μm、曲率半径r=16μm、発光点面一レンズ頂点間距離20μmとして、成型によって作製した。ただし、チップ両端の発光点は、両端部以外の発光点ピッチp(42.3μm=600dpi(1インチあたり600点)に相当)よりも11μmチップ内側に寄せ、該両端発光点外接円中心よりも球面レンズ重心を4μmチップ外側にずらした。   In the configuration shown in FIG. 2, more specific numerical values which are one embodiment of the present invention are shown. The light emitting point width was set to 13 μm, the microlens was made of an ultraviolet curable epoxy resin material having a refractive index n = 1.52, a diameter of 30 μm, a radius of curvature r = 16 μm, and a light emitting point surface-to-lens vertex distance of 20 μm. However, the light emitting points at both ends of the chip are closer to the inside of the chip 11 μm than the light emitting point pitch p (42.3 μm = 600 dpi (600 points per inch)) other than both ends, and the spherical surface is more spherical than the circumscribed circle center of both ends The center of gravity of the lens was shifted to the outside of the 4 μm chip.

ここで、このレンズの倍率は2.75倍となる。このため、発光点外接円中心とレンズ重心のずれ量の2.75倍だけ、感光ドラム上の発光点像をシフトすることができることになる。この発光素子アレイ基板とロッドレンズアレイ74を組み合わせて、感光ドラム上に描画したところ、感光ドラム上には42.3μmの等間隔で発光点像を並べることができた。本実施例により、チップ両端の発光点と切断線（主走査方向）の距離を図2に示すように7um余分に確保することができた。このため、チッピングの影響を受けにくく、生産性が向上した。本実施例では、チップ両端の各1発光点のみ位置をずらしているが、複数の発光点位置をずらすこともできる。   Here, the magnification of this lens is 2.75 times. Therefore, the light emitting point image on the photosensitive drum can be shifted by 2.75 times the amount of deviation between the light emitting point circumscribed circle center and the lens center of gravity. When the light emitting element array substrate and the rod lens array 74 were combined and drawn on the photosensitive drum, the light emitting point images could be arranged on the photosensitive drum at equal intervals of 42.3 μm. According to this example, the distance between the light emitting points at both ends of the chip and the cutting line (in the main scanning direction) could be secured by 7 μm as shown in FIG. For this reason, it is difficult to be affected by chipping, and productivity is improved. In this embodiment, only one light emitting point at each end of the chip is shifted, but a plurality of light emitting point positions can also be shifted.

即ち、マイクロレンズと発光点との中心位置を主走査方向に意図的にずらすことにより、発光点サイズを縮小させることなく、光プリンタ等の設計要求に合致した解像度（即ち、高精細化）且つ、等間隔の発光点像となるように構成するため、高精細と相対的に光出カが減少するという課題を解決できる。   In other words, by intentionally shifting the center position of the microlens and the light emitting point in the main scanning direction, the resolution (that is, high definition) that meets the design requirements of an optical printer or the like without reducing the light emitting point size and Since the configuration is such that the light emission point images are equally spaced, it is possible to solve the problem that the light output decreases relative to the high definition.

更に、プリント配線基板上に発光素子アレイチップを並べるときに、チップ同士がぶつかって破損しないように、チップ間は所定の隙問を確保して配置することができる。同様の手法により、2本のチップ間の隙問が狭いとダイボンディング用の接着剤が毛管現象で吸い上げられ、チップ表面を汚してしまう危険性を避けることができる。   Further, when the light emitting element array chips are arranged on the printed wiring board, the chips can be arranged with a predetermined gap so that the chips do not collide with each other and are damaged. In the same way, if the gap between the two chips is narrow, the risk that the die bonding adhesive is sucked up by capillary action and the chip surface is soiled can be avoided.

（実施例2）
次に、上記の概略した発明の内容に基づいて、具体的な実施例2について説明する。図3は、第2の構成例である千鳥配列チップについて説明する図であり、実施例1と同様の手法によって、発光点と切断線（副走査方向）の距離を確保することができる。 (Example 2)
Next, specific Example 2 will be described based on the above-described outline of the invention. FIG. 3 is a diagram for explaining a staggered chip as a second configuration example, and the distance between the light emitting point and the cutting line (sub-scanning direction) can be secured by the same method as in the first embodiment.

図3(a)は、第2の構成の発光素子アレイチップについて、本発明による一実施例である構成例を示す図である。発光素子アレイチップ81m1の各発光点84の形状は、略正方形の一部(電極部分)に切り欠けが入った形状をしている。そして、千鳥配列チップの一方のチップにおいて、チップ両端の発光点のみ、他の発光点間のピッチpを維持した状態で、副走査方向に各発光点84を、各発光点のマイクロレンズのレンズ重心Ompをつなぐ線F1−F1’に対し、線G1−G1’までΔq分シフト（副走査方向にシフト）させて配置させている。同様に、千鳥配列チップの他方のチップにおいて、チップ両端の発光点のみ、各発光点のマイクロレンズのレンズ重心Ompをつなぐ線F2−F2’に対し、線G2−G2’までΔq分シフト（副走査方向にシフト）させて配置させている。従って、図3(a)に示すように、千鳥配列の発光素子アレイ上では、各発光素子アレイチップの千鳥配列間距離を、Pから、P＋2Δqまで増大させている。 FIG. 3 (a) is a diagram showing a configuration example which is an embodiment according to the present invention for the light emitting element array chip having the second configuration. The shape of the light emitting element array the light emitting points 84 of the chip 81m 1 has a shape that contains notched in a part of the substantially square (electrode portion). Then, in one chip of the staggered chip, only the light emitting points at both ends of the chip, while maintaining the pitch p between the other light emitting points, each light emitting point 84 in the sub-scanning direction, and the lens of the microlens at each light emitting point The line F 1 −F 1 ′ connecting the center of gravity Omp is shifted by Δq (shifted in the sub-scanning direction) to the line G 1 −G 1 ′. Similarly, in the other chip of the staggered array chip, only the light emitting points at both ends of the chip are Δq up to the line G 2 −G 2 ′ with respect to the line F 2 −F 2 ′ connecting the lens center of gravity Omp of the microlens of each light emitting point. They are shifted by a minute (shifted in the sub-scanning direction). Therefore, as shown in FIG. 3 (a), on the light emitting element array of the staggered arrangement, the distance between the staggered arrangements of the light emitting element array chips is increased from P to P + 2Δq.

更に、図3(b)は、図3(a)の構成において、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。上述のように構成された発光素子アレイでは、感光ドラムに結像される発光点像81m1dは、発光素子アレイ上で発光点及びマイクロレンズアレイの配置を調整することにより、発光点（ID1又はID2）に対応する発光点像（ID1’又はID2’）は、線H−H’と線I−I’との間の距離qを維持した状態で、照射される。 Further, FIG. 3B is a diagram schematically showing a light emission point image formed on the imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped in the configuration of FIG. 3A. In the light emitting element array configured as described above, the light emitting point image 81m 1 d formed on the photosensitive drum is adjusted by adjusting the arrangement of the light emitting point and the microlens array on the light emitting element array. emission points corresponding to D1 or I D2) (I D1 'or I D2') is, in a state of maintaining the distance q between the line H-H 'and the line I-I', and is irradiated.

これにより、発光点と切断線（副走査方向）の距離を確保することができ、第2の構成例に従って、マイクロレンズと発光点との中心位置を副走査方向に意図的にずらすことにより、チッピングの影響を受けることなく、副走査方向の切断線と発光点の間には数μm程度の余裕を設けることができる。   Thereby, the distance between the light emitting point and the cutting line (sub-scanning direction) can be secured, and according to the second configuration example, the center position of the microlens and the light emitting point is intentionally shifted in the sub-scanning direction, A margin of about several μm can be provided between the cutting line in the sub-scanning direction and the light emitting point without being affected by chipping.

更に、プリント配線基板上に発光素子アレイチップを並べるときに、チップ同士がぶつかって破損しないように、チップ間は所定の隙問を確保して配置することができる。同様の手法により、2本のチップ間の隙問が狭いとダイボンディング用の接着剤が毛管現象で吸い上げられ、チップ表面を汚してしまう危険性を避けることができる。   Further, when the light emitting element array chips are arranged on the printed wiring board, the chips can be arranged with a predetermined gap so that the chips do not collide with each other and are damaged. In the same way, if the gap between the two chips is narrow, the risk that the die bonding adhesive is sucked up by capillary action and the chip surface is soiled can be avoided.

実施例1及び2では、単純な球面レンズを用いて説明したが、図13のような複合レンズを用いても良い。   In Embodiments 1 and 2, a simple spherical lens has been described, but a compound lens as shown in FIG. 13 may be used.

（実施例3）
例えば、実施例2の変形例として、実施例3を説明する。実施例3では、球面レンズ（図11に示す）の代わりに、複合レンズ（図13に示す）を用いた場合を説明する。 (Example 3)
For example, Example 3 will be described as a modification of Example 2. In Example 3, a case where a compound lens (shown in FIG. 13) is used instead of the spherical lens (shown in FIG. 11) will be described.

図4(a)は、複合レンズ30を用いた、第2の構成例である千鳥配列チップについて説明する図であり、図4(b)は、図4(a)の構成において、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。図5は、本実施例による発光点と複合レンズの配置関係について説明する図である。実施例3によれば、複合レンズを用いた場合においても、実施例2と同様に、発光点と切断線（副走査方向）の距離を確保することができる。   FIG. 4 (a) is a diagram for explaining a staggered array chip that is a second configuration example using the compound lens 30, and FIG. 4 (b) is a diagram illustrating a photosensitive drum stop in the configuration of FIG. 4 (a). It is the figure which showed typically the light emission point image formed on the image formation surface (photosensitive drum surface) at the time. FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement relationship between the light emitting point and the compound lens according to the present embodiment. According to Example 3, even when a compound lens is used, the distance between the light emitting point and the cutting line (sub-scanning direction) can be ensured as in Example 2.

図4(a)及び図5において、発光素子アレイチップ81s1の各発光点84の形状は、略正方形の一部(電極部分)に切り欠けが入った形状をしている。そして、千鳥配列の一方のチップ上全ての発光点（例えば、発光点IF1）は、主走査方向には、他の発光点間のピッチpを維持した状態で配置されているが、副走査方向には、各発光点のマイクロレンズのレンズ重心Ospをつなぐ線O−O’に対し、線N−N’までΔq分シフト（副走査方向にシフト）させて配置させている。千鳥配列の他方のチップ上全ての発光点IF2は、主走査方向には、他の発光点間のピッチpを維持した状態で配置されているが、副走査方向には、各発光点のマイクロレンズのレンズ重心Ospをつなぐ線Q−Q’に対し、線P−P’までΔq分シフト（副走査方向にシフト）させて配置させている。これにより、発光点（IF1又はIF2）の直上の複合レンズ30の重心Ospと、発光点外接円の中心Opとは副走査方向にΔｑずれている。従って、図4(a)に示すように、千鳥配列の発光素子アレイ上では、各発光点の千鳥配列間距離を、Pから、P＋2Δqまで増大させている。 In FIG. 4 (a) and FIG. 5, the shape of the light emitting element array the light emitting points 84 of the chip 81s 1 has a shape that contains notched in a part of the substantially square (electrode portion). All the light emitting points (for example, the light emitting point I F1 ) on one chip in the staggered arrangement are arranged in the main scanning direction while maintaining the pitch p between the other light emitting points. In the direction, the line OO ′ connecting the lens center of gravity Osp of the microlens of each light emitting point is shifted by Δq (shifted in the sub-scanning direction) to the line NN ′. Emitting point I F2 other on the chip all the staggered array, in the main scanning direction, are disposed in a state of maintaining the pitch p between other light emitting points, in the sub-scanning direction, of the light emitting points The line QQ ′ connecting the lens center of gravity Osp of the microlens is shifted by Δq (shifted in the sub-scanning direction) to the line PP ′. As a result, the center of gravity Osp of the compound lens 30 immediately above the light emitting point (I F1 or I F2 ) and the center Op of the light emitting point circumscribed circle are shifted by Δq in the sub-scanning direction. Therefore, as shown in FIG. 4 (a), on the light emitting element array of the staggered arrangement, the distance between the staggered arrangements of the light emitting points is increased from P to P + 2Δq.

上述のように構成された発光素子アレイでは、感光ドラムに結像される発光点像81s1d（図４(b)に示す）は、発光素子アレイ上で発光点及びマイクロレンズアレイの配置を調整することにより、発光点（IF1又はIF2）に対応する発光点像（IF1’又はIF2’）は、線R−R’と線S−S’との間の距離qを維持した状態で、照射される。 The configured light emitting element array, as described above, emission points 81s 1 d imaged on a photosensitive drum (shown in FIG. 4 (b)), the arrangement of the light-emitting point and the microlens array on the light emitting element array by adjusting, light emitting point emission points corresponding to (I F1 or I F2) (I F1 'or I F2') is maintained the distance q between lines R-R 'and the line S-S' Irradiated in the state.

これにより、発光点と切断線（副走査方向）の距離を確保することができ、第2の構成例に従って高精細化するために、複合レンズ30と発光点84との中心位置を副走査方向に意図的にずらすことにより、チッピングの影響を受けることなく、切断線（副走査方向）と発光点の間には数μm程度の余裕を設けることができる。   Thereby, the distance between the light emitting point and the cutting line (sub-scanning direction) can be secured, and the center position between the compound lens 30 and the light emitting point 84 is set in the sub-scanning direction in order to achieve high definition according to the second configuration example. By deliberately shifting to a certain distance, a margin of about several μm can be provided between the cutting line (in the sub-scanning direction) and the light emitting point without being affected by chipping.

（実施例4）
次に、本発明による更なる応用例の実施例4について説明する。図17に説明したように、第1の構成例としての従来技術では、各発光素子アレイチップ80の発光点が、各チップ全体で略一直線上に配置されており、各発光素子アレイチップ端部の発光点IG1及びIG2は、発光点像80dでは、一直線上とはならずに、ずれて照射される。そのため、紙送り方向にチップ単位で鋸歯状となってしまうという問題点があった。実施例4では、そのような感光ドラムの回転の影響をうち消すために、発光素子アレイチップ上の発光点と球面レンズの配置を調整した発光素子アレイチップを説明する。 (Example 4)
Next, a fourth application example of the present invention will be described. As described in FIG. 17, in the prior art as the first configuration example, the light emitting points of the respective light emitting element array chips 80 are arranged in a substantially straight line on the entire chips, and the end portions of the respective light emitting element array chips are arranged. The light emission points I G1 and I G2 are not aligned on the light emission point image 80d, but are shifted and irradiated. For this reason, there has been a problem that a sawtooth is formed in units of chips in the paper feed direction. In Example 4, a light emitting element array chip will be described in which the arrangement of light emitting points and spherical lenses on the light emitting element array chip is adjusted in order to eliminate the influence of the rotation of the photosensitive drum.

図6は、発光方向が一方向の場合の第1の構成例について、本発明を適用した自己走査型発光素子アレイの構成例を示す図である。図6(a)（発光素子アレイチップ表面図）は、発光素子アレイチップ80m2は、チップ毎に各発光点外接円中心をつなぐ線U1−U1’に対して、各レンズ重心をつなぐ線T1−T1’により、角度θ1で球面レンズアレイを構成させている。また、発光素子アレイチップ80m2は、主走査方向に、各発光点84の間隔をｐで配置させてある。従って、このように構成された発光素子アレイチップ80m2では、各チップ端部にある発光点IJ1及びIJ2は、副走査方向に、所定の角度θ1に対応する距離でずれて構成されている。ここに、T’は、発光点外接円中心Opと球面レンズ重心Ompから定まる発光中心点である。 FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a self-scanning light-emitting element array to which the present invention is applied with respect to a first configuration example in the case where the light emission direction is one direction. FIG. 6A (light emitting element array chip surface view) shows that the light emitting element array chip 80m 2 connects the center of gravity of each lens with respect to a line U 1 -U 1 'connecting each light emitting point circumscribed circle center for each chip. A spherical lens array is formed at an angle θ 1 by a line T 1 −T 1 ′. The light emitting element array chip 80 m 2 is in the main scanning direction, are the interval between the light emitting points 84 is arranged by p. Therefore, in the light emitting element array chip 80m 2 configured as described above, the light emitting points I J1 and I J2 at the end of each chip are configured to be shifted by a distance corresponding to the predetermined angle θ 1 in the sub scanning direction. ing. Here, T ′ is the emission center point determined from the emission point circumscribed circle center Op and the spherical lens center of gravity Omp.

図6には、感光ドラムが停止している場合の感光ドラム上の発光点像図6(b)（感光ドラム停止時の図）と、感光ドラムが所定の速度で回転している場合の図6(c)（感光ドラムが回転している時の図）とを示している。図6(b)は、本実施例の効果をより分かりやすくするための説明図であり、図6(c)は、本実施例の効果を示す図である。   FIG. 6 shows a light emission point image on the photosensitive drum when the photosensitive drum is stopped. FIG. 6B is a diagram when the photosensitive drum is rotating at a predetermined speed. 6 (c) (a diagram when the photosensitive drum is rotating). FIG. 6 (b) is an explanatory diagram for making the effects of the present embodiment easier to understand, and FIG. 6 (c) is a diagram showing the effects of the present embodiment.

図6(b)では、各チップ毎に対応するように発光点像が感光ドラムに結像されるため、線U1−U1’と平行な、T1’に対応する発光点像V1’を通る線W1−W1’に対して、各チップ毎に各発光中心点に対応する発光点像をつなぐ線V1−V1’により、角度θ1’で発光点像を感光ドラム上に結像される。従って、このように構成された発光素子アレイチップ80m2による感光ドラム上の発光点像80m2dにおいて、各チップ端部にある発光点IJ1’及びIJ2’は、副走査方向に、所定の角度θ1’に対応する距離でずれて構成されている。 In FIG. 6 (b), since the light emission point image is formed on the photosensitive drum so as to correspond to each chip, the light emission point image V 1 corresponding to T 1 ′ parallel to the line U 1 −U 1 ′. With respect to the line W 1 -W 1 'passing through', a light emitting point image is formed at an angle θ 1 'by a line V 1 -V 1 ' connecting a light emitting point image corresponding to each light emitting center point for each chip. Imaged on top. Therefore, in the light emitting point image 80m 2 d on the photosensitive drum by the light emitting element array chip 80m 2 configured in this way, the light emitting points I J1 ′ and I J2 ′ at the end of each chip are predetermined in the sub-scanning direction. Are shifted by a distance corresponding to the angle θ 1 ′.

図6(b)に示すような発光点像は、感光ドラムの回転が停止している場合である。図6(c)に示すように、線W1−W1’に略一直線上に発光点像を並べるために、発光点とその発光点上に配置されたマイクロレンズとの配置関係は、自己走査型発光による点灯時間差と感光ドラムの回転によって生じる角度を打ち消すための角度θ1’として規定されるものである。従って、図6(c)に示すように、光プリンタ等に照射される感光ドラム上の発光点像80m2d’は、各チップ端部にある発光点IJ1’ ’及びIJ2’ ’は、自己走査型発光素子アレイを用いた時分割駆動においても、略一直線上に照射される。 The light emission point image as shown in FIG. 6B is a case where the rotation of the photosensitive drum is stopped. As shown in FIG. 6 (c), in order to arrange the emission point images on the line W 1 −W 1 ′ on a substantially straight line, the arrangement relationship between the emission point and the microlens arranged on the emission point is self- It is defined as an angle θ 1 ′ for canceling out the difference in lighting time due to scanning light emission and the angle caused by the rotation of the photosensitive drum. Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the light emission point images 80m 2 d ′ on the photosensitive drum irradiated to the optical printer or the like are the light emission points I J1 ′ ′ and I J2 ′ ′ at the end of each chip. In the time-division driving using the self-scanning light emitting element array, the light is irradiated substantially in a straight line.

即ち、実施例4に示すような自己走査型発光素子アレイを構成することにより、時分割駆動した際に、光プリンタ等の設計要求に合致した解像度で、略一直線上となる感光ドラム上の発光点像を得ることができる。従って、紙送り方向にチップ単位で鋸歯状となってしまうという問題点を解決できる。   That is, by configuring a self-scanning light emitting element array as shown in Example 4, the light emission on the photosensitive drum that is substantially in a straight line with the resolution that meets the design requirements of an optical printer or the like when time-division driving is performed. A point image can be obtained. Accordingly, it is possible to solve the problem that a sawtooth is formed in units of chips in the paper feed direction.

（実施例5）
次に、本発明による更なる応用例の実施例5について説明する。図18に説明したように、第2の構成例としての従来技術では、発光素子アレイは、各発光素子アレイチップ81が千鳥状に交互逆向きで配置されており、各発光素子アレイチップ端部の発光点IH1及びIH2は、発光点像81dでは、一直線上とはならずに、発光点像IH1’及びIH2’は、ずれて照射される。そのため、紙送り方向にチップ単位で三角波状となってしまうという問題点があった。実施例5では、そのような感光ドラムの回転の影響をうち消すために、発光素子アレイチップ上の発光点と球面レンズの配置を調整した発光素子アレイチップを説明する。 (Example 5)
Next, a fifth application example of the present invention will be described. As described with reference to FIG. 18, in the conventional technology as the second configuration example, the light emitting element array has the light emitting element array chips 81 arranged in a staggered pattern alternately in opposite directions, and each light emitting element array chip end portion. The light emission points I H1 and I H2 are not aligned with each other in the light emission point image 81d, but the light emission point images I H1 ′ and I H2 ′ are irradiated in a shifted manner. For this reason, there has been a problem that a triangular wave is formed in units of chips in the paper feed direction. In Example 5, a light emitting element array chip will be described in which the arrangement of light emitting points and spherical lenses on the light emitting element array chip is adjusted in order to eliminate the influence of the rotation of the photosensitive drum.

図7は、発光方向が二方向（図18に示す）の場合の第2の構成例について、本発明を適用した自己走査型発光素子アレイの構成例を示す図である。図7(a)（発光素子アレイチップ表面図）は、発光素子アレイチップ81m2は、チップ毎に各発光点外接円中心をつなぐ線U2−U2’に対して、各レンズ重心をつなぐ線T2−T2’により、角度θ2で球面レンズアレイを構成させている。また、発光素子アレイチップ81m2は、主走査方向に6個の発光点及びマイクロレンズの組み合わせとして便宜上説明するものであり、各発光点84の間隔をｐで配置させてある。従って、このように構成された発光素子アレイチップ81m2では、各チップ端部にある発光点IN1及びIN2は、副走査方向に、所定の距離qで構成されている。ここに、T2’は、発光点外接円中心Opと球面レンズ重心Ompから定まる発光中心点である。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a self-scanning light-emitting element array to which the present invention is applied with respect to a second configuration example when the light emission direction is two directions (shown in FIG. 18). FIG. 7 (a) (surface diagram of the light emitting element array chip) shows that the light emitting element array chip 81m 2 connects the center of gravity of each lens with respect to a line U 2 −U 2 ′ connecting each light emitting point circumscribed circle center for each chip. A spherical lens array is formed at an angle θ 2 by the line T 2 −T 2 ′. The light emitting element array chip 81m 2 is described as a combination of six light emitting points and microlenses in the main scanning direction for convenience, and the interval between the light emitting points 84 is arranged at p. Therefore, in the light emitting element array chip 81m 2 configured as described above, the light emitting points I N1 and I N2 at the ends of the chips are configured with a predetermined distance q in the sub-scanning direction. Here, T 2 ′ is a light emission center point determined from the light emission point circumscribed circle center Op and the spherical lens center of gravity Omp.

図7には、感光ドラムが停止している場合の感光ドラム上の発光点像図7(b)（感光ドラム停止時の図）と、感光ドラムが所定の速度で回転している場合の図7(c)（感光ドラムが回転している時の図）とを示している。図7(b)は、本実施例の効果をより分かりやすくするための説明図であり、図7(c)は、本実施例の効果を示す図である。   FIG. 7 shows a light emission point image on the photosensitive drum when the photosensitive drum is stopped. FIG. 7B is a diagram when the photosensitive drum is rotating at a predetermined speed. 7 (c) (a diagram when the photosensitive drum is rotating). FIG. 7 (b) is an explanatory diagram for making the effects of the present embodiment easier to understand, and FIG. 7 (c) is a diagram showing the effects of the present embodiment.

図7(b)では、千鳥配置の一方のチップに対応するように発光点像が感光ドラムに結像されるため、線U2−U2’と平行な、T2’に対応する発光点像V2’を通る線W2−W2’に対して、各チップ毎に各発光中心点に対応する発光点像をつなぐ線V2−V2’により、角度θ2’で発光点像を感光ドラム上に結像される。千鳥配置の他方のチップに対応するように発光点像が感光ドラムに結像されるため、線W2−W2’と平行に、発光点像Y2’を通る線X2−X2’に対して、各チップ毎に各発光中心点に対応する発光点像をつなぐ線Y2−Y2’により、角度θ2’で発光点像を感光ドラム上に結像される。従って、このように構成された発光素子アレイチップ81m2による感光ドラム上の発光点像81md2において、各チップ端部にある発光点IN1’及びIN2’は、副走査方向に、所定の角度θ2’に対応する距離でずれて構成されている。 In FIG. 7 (b), since the light emission point image is formed on the photosensitive drum so as to correspond to one chip in the staggered arrangement, the light emission point image corresponding to T2 ′ is parallel to the line U 2 −U 2 ′. With respect to the line W 2 −W 2 ′ passing through V 2 ′, a light emission point image at an angle θ 2 ′ is obtained by a line V 2 −V 2 ′ connecting the light emission point images corresponding to the respective light emission center points for each chip. An image is formed on the photosensitive drum. Since the light emitting point image is formed on the photosensitive drum to correspond to the other chip staggered, 'parallel to, emission points Y 2' line W 2 -W 2 line X 2 -X 2 through ' On the other hand, a light emission point image is formed on the photosensitive drum at an angle θ 2 ′ by a line Y 2 -Y 2 ′ connecting the light emission point images corresponding to the light emission center points for each chip. Accordingly, the emission points 81Md 2 on the photosensitive drum by the light emitting element array chip 81m 2 configured as above, the light emitting point I N1 'and I N2' in the tip end is in the sub-scanning direction, a predetermined They are offset by a distance corresponding to the angle θ 2 ′.

図7(b)に示すような発光点像は、感光ドラムの回転が停止している場合である。図7(c)に示すように、線W2−W2’又は線X−X’に略一直線上に、千鳥配列間隔qで、発光点像を並べるために、発光点とその発光点上に配置されたマイクロレンズとの配置関係は、自己走査型発光による点灯時間差と感光ドラムの回転によって生じる角度を打ち消すための角度θ1’として規定されるものである。従って、図7(c)に示すように、光プリンタ等に照射される感光ドラム上の発光点像81m2d’は、各チップ端部にある発光点IN1’ ’及びIN2’ ’は、自己走査型発光素子アレイを用いた時分割駆動においても、略一直線上に照射される。 The light emission point image as shown in FIG. 7B is a case where the rotation of the photosensitive drum is stopped. As shown in FIG. 7 (c), substantially on a straight line to line W 2 -W 2 'or line X-X', in a staggered arrangement interval q, in order to arrange the emission points, the emission point and its emission point The arrangement relationship with the microlens arranged in is defined as an angle θ 1 ′ for canceling the lighting time difference due to self-scanning light emission and the angle caused by the rotation of the photosensitive drum. Therefore, as shown in FIG. 7 (c), the light emission point images 81m 2 d ′ on the photosensitive drum irradiated to the optical printer or the like are the light emission points I N1 ′ ′ and I N2 ′ ′ at the end of each chip. In the time-division driving using the self-scanning light emitting element array, the light is irradiated substantially in a straight line.

即ち、実施例4に示すような自己走査型発光素子アレイを構成することにより、時分割駆動した際に、光プリンタ等の設計要求に合致した解像度で、略一直線上となる発光点像を得ることができる。従って、紙送り方向にチップ単位で鋸歯状となってしまうという問題点を解決できる。実施例5の場合、図７(a)に示す2列あるチップ列のうち、上列用と下列用とでは、同一構成のチップを逆向きに配列することから、球面レンズをずらす方向は逆になる。従って、発光点の点灯方向は、図18に示すように、各チップの傾きを補正する方向となる。   That is, by configuring a self-scanning light emitting element array as shown in Example 4, a light emitting point image that is substantially in a straight line is obtained with a resolution that meets the design requirements of an optical printer or the like when time-division driving is performed. be able to. Accordingly, it is possible to solve the problem that a sawtooth is formed in units of chips in the paper feed direction. In the case of Example 5, among the two rows of chips shown in FIG. 7 (a), for the upper row and for the lower row, chips having the same configuration are arranged in opposite directions, so the direction of shifting the spherical lens is reversed. become. Therefore, the lighting direction of the light emitting point is a direction for correcting the inclination of each chip as shown in FIG.

実施例4及び実施例5において、球面レンズ30mを用いて説明したが、複合レンズ30を用いても実現できることは、いうまでもない。また、角度θ1及びθ2と対応するθ1’ 及びθ2’は、発光素子アレイチップ長、光プリンタ等の解像度、又は、発光速度及び光プリンタ等の紙送り速度、その他点灯速度等で定まる角度であることは言うまでもない。 In the fourth and fifth embodiments, the spherical lens 30m has been described. Needless to say, this can also be realized by using the compound lens 30. The angle theta 1 and theta 2 to the corresponding theta 1 'and theta 2', the light emitting element array chip length, the resolution of such optical printer, or the paper feeding speed of such light-emitting rate and optical printer, other at the lighting rate or the like Needless to say, the angle is fixed.

実施例1〜5において、複数の課題について、個別的に解決する方法を代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換することができることは当業者に明らかである。例えば、上述した複数の課題を解決するために、各マイクロレンズ又は各発光点を、個別的に又は連続的に、主走査方向及び／又は副走査方向に、光プリンタ等の設計に係る要求に応じて調整することもできる。従って、本発明は、上述の実施例によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。   In Examples 1 to 5, a method for individually solving a plurality of problems has been described as a representative example, but many modifications and substitutions can be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. it is obvious. For example, in order to solve the above-described plurality of problems, each microlens or each light emitting point is individually or continuously in the main scanning direction and / or the sub-scanning direction, in accordance with the requirements related to the design of the optical printer or the like. It can be adjusted accordingly. Accordingly, the invention should not be construed as limited by the embodiments described above, but only by the claims.

本発明により、発光素子アレイチップにおける各発光点及び各マイクロレンズを、個別的に又は連続的に、主走査方向及び副走査方向に、光プリンタ等の設計に係る要求に応じて調整することもできるため、より高品質の発光素子アレイチップ及び光書き込みヘッドを提供することができ、光書き込みヘッドを利用する光プリンタ、ファクシミリ、複写機に有用である。   According to the present invention, each light-emitting point and each microlens in the light-emitting element array chip can be adjusted individually or continuously in the main scanning direction and the sub-scanning direction according to the requirements related to the design of the optical printer or the like. Therefore, it is possible to provide a light emitting element array chip and an optical writing head of higher quality, which are useful for an optical printer, a facsimile machine, and a copying machine using the optical writing head.

(a)は、第1の構成の発光素子アレイチップについて、本発明による一実施例である構成例を示す図であり、(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。(a) is a diagram showing a configuration example that is an embodiment according to the present invention for the light-emitting element array chip of the first configuration, (b) is an imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped It is the figure which showed typically the light emission point image formed on the top. 第1の構成の発光素子アレイチップについて、左側チップの右端の発光点の断面構造を示す。The cross-sectional structure of the light emitting point at the right end of the left chip is shown for the light emitting element array chip having the first configuration. (a)は、第2の構成例である千鳥配列チップについて、本発明による一実施例である構成例を示す図であり、(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。(a) is a diagram showing a configuration example according to an embodiment of the present invention for a staggered chip that is a second configuration example, (b) is an imaging surface (photosensitive drum surface when the photosensitive drum is stopped) It is the figure which showed typically the light emission point image formed on the top. (a)は、複合レンズを用いた、第2の構成例である千鳥配列チップについて説明する図であり、(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。(a) is a diagram for explaining a staggered array chip, which is a second configuration example using a compound lens, and (b) is formed on the imaging surface (photosensitive drum surface) when the photosensitive drum is stopped. It is the figure which showed the emitted light spot image typically. 本発明による実施例の発光点と複合レンズの構成例ついて説明する図である。It is a figure explaining the example of a structure of the light emission point of an Example by this invention, and a compound lens. (a)は第1の構成例である発光素子アレイチップ表面図であり、(b)は感光ドラムが停止している場合の感光ドラム上の発光点像図であり、(c)は感光ドラムが所定の速度で回転している場合の発光点像図である。(a) is a surface view of a light emitting element array chip as a first configuration example, (b) is a light emission point image diagram on the photosensitive drum when the photosensitive drum is stopped, and (c) is a photosensitive drum. It is a light emission point image figure when is rotating at a predetermined speed. (a)は第2の構成例である発光素子アレイチップ表面図であり、(b)は感光ドラムが停止している場合の感光ドラム上の発光点像図であり、(c)は感光ドラムが所定の速度で回転している場合の発光点像図である。(a) is a surface view of a light emitting element array chip as a second configuration example, (b) is a light emission point image diagram on the photosensitive drum when the photosensitive drum is stopped, and (c) is a photosensitive drum. It is a light emission point image figure when is rotating at a predetermined speed. (a)は、各発光点の形状に外接する円の中心位置について説明する模式図である。(b)は、各発光点上のマイクロレンズの重心位置について説明する模式図である。(a) is a schematic diagram explaining the center position of a circle circumscribing the shape of each light emitting point. (b) is a schematic diagram explaining the gravity center position of the microlens on each light emitting point. (a)は、従来技術に基づいた光書き込みヘッドに係る光学系の模式図であり、(b)は、本発明に基づいた一実施例を示す光書き込みヘッドに係る光学系の模式図である。(a) is a schematic diagram of an optical system according to an optical writing head based on the prior art, and (b) is a schematic diagram of an optical system according to an optical writing head showing an embodiment based on the present invention. . (a)は、従来のマイクロレンズの場合における、発光点が略直線上に配列された発光素子アレイの構成例を示す図であり、(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。(a) is a diagram showing a configuration example of a light emitting element array in which light emitting points are arranged on a substantially straight line in the case of a conventional microlens, and (b) is an imaging surface (photosensitive surface when a photosensitive drum is stopped). FIG. 3 is a diagram schematically showing a light emission point image formed on a drum surface. 従来のマイクロレンズの場合における、発光点及び球面レンズを上部から見た図である。It is the figure which looked at the light emission point and spherical lens from the upper part in the case of the conventional microlens. (a)は、先行技術の複合レンズの場合における、各発光素子アレイチップが千鳥状に配列された発光素子アレイの構成例を示す図であり、(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。(a) is a diagram showing a configuration example of a light emitting element array in which each light emitting element array chip is arranged in a staggered manner in the case of a compound lens of the prior art, (b) is an image formation when the photosensitive drum is stopped FIG. 3 is a diagram schematically showing a light emission point image formed on a surface (photosensitive drum surface). 先行技術の複合レンズの場合における、発光点及び複合レンズを上部から見た図である。It is the figure which looked at the light emission point and compound lens from the upper part in the case of the compound lens of a prior art. (a)は、従来技術のマイクロレンズ（球面レンズ）の場合における、千鳥状に配列された発光素子アレイの構成例を示す図であり、(b)は、感光ドラム停止時の結像面(感光ドラム面)上に形成された発光点像を模式的に示した図である。(a) is a figure which shows the structural example of the light emitting element array arranged in zigzag form in the case of the microlens (spherical lens) of a prior art, (b) is an imaging surface at the time of a photosensitive drum stop ( FIG. 3 is a diagram schematically showing a light emission point image formed on a photosensitive drum surface. 第1の構成例として、複数の発光素子アレイチップを略直線上一列に並べたタイプの発光素子アレイの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a light emitting element array of a type in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in a substantially straight line as a first configuration example. 第2の構成例として、複数の発光素子アレイチップを千鳥状に配列されたタイプの発光素子アレイの構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a light emitting element array of a type in which a plurality of light emitting element array chips are arranged in a staggered manner as a second configuration example. 点灯タイミングの転送方向が一方向の場合における、紙送り方向の感光ドラム上の照射位置についての関係を表す図である。It is a figure showing the relationship regarding the irradiation position on the photosensitive drum of a paper feed direction when the transfer direction of lighting timing is one direction. 点灯タイミングの転送方向が交互に逆の場合における、紙送り方向の感光ドラム上への照射位置についての関係を表す図である。It is a figure showing the relationship about the irradiation position on the photosensitive drum of a paper feed direction in case the transfer direction of lighting timing is reversed reversely. 発光素子アレイチップにマイクロレンズを配置したときの平面図である。It is a top view when a microlens is arrange | positioned to a light emitting element array chip. 発光素子アレイチップに対し、複合レンズが発光素子上に連結して配列されている様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the compound lens is connected and arranged on the light emitting element with respect to the light emitting element array chip. 発光素子アレイチップに対し、複合レンズが発光素子上に連結して配列されている様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that the compound lens is connected and arranged on the light emitting element with respect to the light emitting element array chip. (a)は、直線状配列の説明図であり、(b)は、千鳥状配列の説明図である。(a) is explanatory drawing of a linear arrangement | sequence, (b) is explanatory drawing of a staggered arrangement | sequence. (a)はダイシングの説明図であり、(b)は発光素子アレイチップの配列状態の説明図である。(a) is explanatory drawing of dicing, (b) is explanatory drawing of the arrangement | sequence state of a light emitting element array chip. 光書き込みヘッドの代表的な構造図である。It is a typical structural diagram of an optical writing head. 光書き込みヘッドを備える光プリンタの原理図である。It is a principle diagram of an optical printer provided with an optical writing head. 光書き込みヘッドを備えるファクシミリ、プリンタの原理図である。It is a principle diagram of a facsimile and a printer provided with an optical writing head.

符号の説明Explanation of symbols

30 複合レンズ
30m 球面レンズ
80 直線配列の発光素子アレイチップ
81 千鳥配列の発光素子アレイチップ
74 ロッドレンズアレイ
100 光書き込みヘッド
102 感光ドラム
Osp 複合レンズのレンズ重心
Omp 球面レンズのレンズ重心
Op 発光点の外接円中心 30 Compound lens
30m spherical lens
80 Linear array of light emitting device array chips
81 Staggered light emitting element array chip
74 Rod lens array
100 optical writing head
102 Photosensitive drum
Lens center of gravity of Osp compound lens
Lens center of gravity of Omp spherical lens
Op circumscribed circle center of luminous point

Claims (10)

所定の装置に備えられた感光ドラムに発光点像を結像させる光学系を有する光書き込みヘッドに備えられる、直線状に配列された複数個の発光点からなる発光点列を有する複数の発光素子アレイチップであって、
各発光点上にそれぞれ配置されたマイクロレンズを備え、前記発光点に対応する前記発光点像が、前記光学系を介して結像され、
前記発光点と前記発光点上に配置されたマイクロレンズとで構成された組み合わせ毎に、前記発光点と前記発光点上に配置された前記マイクロレンズとの配置関係を有し、
前記発光点に対応する前記発光点像の全てについて主走査方向に略等間隔になるように、各組み合わせ毎の前記配置関係が前記発光点の外接円中心と前記発光点上に配置するマイクロレンズのレンズ重心に基づいて規定され、少なくとも１つの前記組み合わせの配置関係が、主走査方向又は副走査方向に不一致となるように構成される発光素子アレイチップ。 A plurality of light emitting elements having a light emitting point array comprising a plurality of light emitting points arranged in a straight line, provided in an optical writing head having an optical system for forming a light emitting point image on a photosensitive drum provided in a predetermined apparatus. An array chip,
A microlens disposed on each light emitting point, and the light emitting point image corresponding to the light emitting point is imaged through the optical system;
For each combination composed of the light emitting point and the microlens arranged on the light emitting point, the light emitting point and the microlens arranged on the light emitting point have an arrangement relationship,
A microlens in which the arrangement relationship for each combination is arranged on the circumscribed circle center of the light emitting point and on the light emitting point so that all of the light emitting point images corresponding to the light emitting point are substantially equidistant in the main scanning direction. A light emitting element array chip that is defined based on the center of gravity of the lens and is configured such that the arrangement relationship of at least one of the combinations does not match in the main scanning direction or the sub-scanning direction. 前記配置関係について不一致となる前記組み合わせが、前記発光素子アレイチップに備えられた主走査方向端部に最も近い前記組み合わせのみであり、主走査方向にのみ不一致に構成されている請求項１に記載の発光素子アレイチップ。   2. The combination that is inconsistent with respect to the arrangement relationship is only the combination closest to an end portion in the main scanning direction provided in the light emitting element array chip, and is configured to be inconsistent only in the main scanning direction. Light emitting element array chip. 前記配置関係について不一致となる前記組み合わせが、前記発光素子アレイチップに備えられた全ての前記組み合わせであり、副走査方向にのみ不一致に構成されている請求項１に記載の発光素子アレイチップ。   2. The light emitting element array chip according to claim 1, wherein the combinations that are inconsistent with respect to the arrangement relationship are all the combinations provided in the light emitting element array chip, and are configured to be inconsistent only in the sub-scanning direction. 前記発光素子アレイチップが、自己走査型発光素子アレイを構成する発光素子アレイチップであって、
前記発光素子アレイチップ毎に、全ての前記マイクロレンズのレンズ重心の位置をつなぐ線と、全ての前記発光点の外接円中心の位置をつなぐ線が、平行ではない所定の角度で規定されている請求項１に記載の発光素子アレイチップ。 The light emitting element array chip is a light emitting element array chip constituting a self-scanning light emitting element array,
For each light emitting element array chip, a line connecting the positions of the center of gravity of all the microlenses and a line connecting the positions of the circumscribed circle centers of all the light emitting points are defined at a predetermined non-parallel angle. The light emitting element array chip according to claim 1. 前記所定の角度が、時分割駆動方式の前記自己走査型発光素子アレイを用いた前記所定の装置の解像度を基準として定められている請求項４に記載の発光素子アレイチップ。 The light emitting element array chip according to claim 4 , wherein the predetermined angle is determined based on a resolution of the predetermined apparatus using the self-scanning light emitting element array of a time-division driving method. 前記マイクロレンズが、球面レンズ又は複合レンズからなる請求項１〜５のいずれかに記載の発光素子アレイチップ。 It said microlens, the light-emitting element array chip according to any one of claims 1 to 5 consisting of a spherical lens or a compound lens. 請求項１〜６のいずれかに記載の発光素子アレイチップを備える光書き込みヘッド。 An optical writing head comprising a light emitting element array chip according to any one of claims 1-6. 請求項７に記載の光書き込みヘッドを備える光プリンタ。 An optical printer comprising the optical writing head according to claim 7 . 請求項７に記載の光書き込みヘッドを備えるファクシミリ。 A facsimile comprising the optical writing head according to claim 7 . 請求項７に記載の光書き込みヘッドを備える複写機。 A copying machine comprising the optical writing head according to claim 7 .
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