JPH02239955A - 印刷ヘッド - Google Patents
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- JPH02239955A JPH02239955A JP2009476A JP947690A JPH02239955A JP H02239955 A JPH02239955 A JP H02239955A JP 2009476 A JP2009476 A JP 2009476A JP 947690 A JP947690 A JP 947690A JP H02239955 A JPH02239955 A JP H02239955A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/435—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、一般的にはレーザ印刷ヘッドの構造に関し、
特に、集積導波管を利用する集積光学式レーザ印刷ヘッ
ドに関する。
特に、集積導波管を利用する集積光学式レーザ印刷ヘッ
ドに関する。
[従来の技術]
半導体レーザから構成されるレーザ印刷ヘッドの製造に
は、いくつかの問題がある。]−つの問題は、半導体レ
ーザが独立的にアドレス可能でありながら基板上におい
て相互にいかに接近しうるかについて限度が存在するた
めに発生する。詳しくいうと、同一基板上に構成された
半導体レーザ間の距離は、それらが独立的にアドレス可
能であるためには、約100ミクロンより大であるべき
である。もし半導体レーザが相互にそれより接近して配
置されれば、それらの一方が励振された時、隣接レーザ
間に干渉が起る。そのため、レーザ印刷ヘッドの構成に
関する多くの技術上の試みにおいては、分離された半導
体レーザが用いられてきた。
は、いくつかの問題がある。]−つの問題は、半導体レ
ーザが独立的にアドレス可能でありながら基板上におい
て相互にいかに接近しうるかについて限度が存在するた
めに発生する。詳しくいうと、同一基板上に構成された
半導体レーザ間の距離は、それらが独立的にアドレス可
能であるためには、約100ミクロンより大であるべき
である。もし半導体レーザが相互にそれより接近して配
置されれば、それらの一方が励振された時、隣接レーザ
間に干渉が起る。そのため、レーザ印刷ヘッドの構成に
関する多くの技術上の試みにおいては、分離された半導
体レーザが用いられてきた。
もう1つの問題は、半導体レーザから発生する光を、小
さい極めて接近した絵素領域に結合せしめようとする時
に発生する。詳しくいうと、本技術分野において従来使
用されてきた光ファイバ素子は、レーザ印刷ヘッドにお
いて要求される独立出力絵素の高度の接近度を達成しえ
ない。
さい極めて接近した絵素領域に結合せしめようとする時
に発生する。詳しくいうと、本技術分野において従来使
用されてきた光ファイバ素子は、レーザ印刷ヘッドにお
いて要求される独立出力絵素の高度の接近度を達成しえ
ない。
その結果、本技術分野においては、(+)独立的にアド
レス可能でありながら、相互に極めて接近して配置され
た半導体レーザを有し、(2)個々の分離された半導体
レーザからの光を伝送して、隣接絵素間の間隔が、隣接
半導体レーザ間の間隔より実質的に小さい出力絵素群を
生ぜしめうる光伝送装置を有し、(3)吸収または散乱
による損失が小さく、いくつかのチャネル間の漏話が少
ない光伝送伝送装置を有する、レーザ印刷ヘッドの構造
が要求されている。
レス可能でありながら、相互に極めて接近して配置され
た半導体レーザを有し、(2)個々の分離された半導体
レーザからの光を伝送して、隣接絵素間の間隔が、隣接
半導体レーザ間の間隔より実質的に小さい出力絵素群を
生ぜしめうる光伝送装置を有し、(3)吸収または散乱
による損失が小さく、いくつかのチャネル間の漏話が少
ない光伝送伝送装置を有する、レーザ印刷ヘッドの構造
が要求されている。
[発明の要約]
本発明の実施例は、共通基板上に配置され独立的に駆動
される半導体レーザのアレイを含み、それらの出力が集
積導波管構造に結合せしめられる、集積光学式レーザ印
刷ヘッドを有利な形式で与える。この集積導波管構造は
多数の低損失導波管を含み、それらの導波管はそれぞれ
その入力端においてレーザに結合せしめられ、結合せし
められた放射の実質的部分をその出力端から出力する。
される半導体レーザのアレイを含み、それらの出力が集
積導波管構造に結合せしめられる、集積光学式レーザ印
刷ヘッドを有利な形式で与える。この集積導波管構造は
多数の低損失導波管を含み、それらの導波管はそれぞれ
その入力端においてレーザに結合せしめられ、結合せし
められた放射の実質的部分をその出力端から出力する。
諸導波管の入力端は、レーザの間隔に応じて大きい間隔
を有するが、それらの出力端はレーザプリン夕の絵素の
要求に従って、狭い間隔を有する。また、導波管の間の
漏話は低レベルならしめられる。
を有するが、それらの出力端はレーザプリン夕の絵素の
要求に従って、狭い間隔を有する。また、導波管の間の
漏話は低レベルならしめられる。
上述のように、本発明の集積光学式レーザ印刷ヘッドは
、共通基板上に配置された独立的に駆動される半導体レ
ーザアレイを含む。そのために、個々のレーザと、集積
導波管構造内の個々の導波管とを整列させる問題は、レ
ーザが多数の基板上に配置された時生じる問題と比較す
ると実質的に軽度のものとなる。
、共通基板上に配置された独立的に駆動される半導体レ
ーザアレイを含む。そのために、個々のレーザと、集積
導波管構造内の個々の導波管とを整列させる問題は、レ
ーザが多数の基板上に配置された時生じる問題と比較す
ると実質的に軽度のものとなる。
さらに、本発明の集積光学式レーザ印刷ヘッドは、多数
の導波管を有する集積導波管構造を含み、それぞれの導
波管は、その入力端においてレーザに結合せしめられ、
結合せしめられた放射の実質的部分をその出力端から出
力する。集積導波管構造の実施例は2種類与えられる。
の導波管を有する集積導波管構造を含み、それぞれの導
波管は、その入力端においてレーザに結合せしめられ、
結合せしめられた放射の実質的部分をその出力端から出
力する。集積導波管構造の実施例は2種類与えられる。
一方の種類は、感光媒体の光学濃度変化が露光光量によ
る応用において有用なものである。従って、このような
応用において一様な露光を保持するためには、集積導波
管構造のそれぞれの導波管からの光出力の量は実質的に
等しいことを要求される。他方の種類は、感光媒体の露
光がスレッショルド現象に従って行なわれる応用におい
て有利に用いられるものである。従って、このような応
用において一様な露光を保持するためには、集積導波管
のそれぞれの導波管からの光出力の量は、単に所定のス
レッショルド量より大であることを要求される。
る応用において有用なものである。従って、このような
応用において一様な露光を保持するためには、集積導波
管構造のそれぞれの導波管からの光出力の量は実質的に
等しいことを要求される。他方の種類は、感光媒体の露
光がスレッショルド現象に従って行なわれる応用におい
て有利に用いられるものである。従って、このような応
用において一様な露光を保持するためには、集積導波管
のそれぞれの導波管からの光出力の量は、単に所定のス
レッショルド量より大であることを要求される。
本発明の1実施例においては、諸導波管から実質的に等
しい量の出力光を発生するようになっており、諸導波管
は相異なる損失を有し、諸レーザに対して印加されるバ
イアスの量は、諸導波管間の異なる損失を補償するため
に変化せしめられる。
しい量の出力光を発生するようになっており、諸導波管
は相異なる損失を有し、諸レーザに対して印加されるバ
イアスの量は、諸導波管間の異なる損失を補償するため
に変化せしめられる。
本発明の他の実施例においては、諸導波管から実質的に
等しい量の出力光を発生するようになっており、諸レー
ザは実質的に同一レベルにバイアスされ、諸導波管は実
質的に等しい損失を有し、それによってそれぞれの導波
管から実質的に同じ光出力が得られるようになっている
。ここで、実質的に等しい損失という表現は、諸導波管
における損失が、それらの導波管からの出力を受ける感
光媒体の感度公差の限界内において等しいことを意味す
る。すなわち、もし感光媒体が、例えば0. 3dB
より小さい差を検出しえなければ、導波管の損失は、相
互に0. 3dB以内にありさえすれば実質的に等し
いことになる。それにも拘らず、それぞれの導波管が実
質的に等しい損失を有するためには、諸導波管の長さを
好ましくは実質的に等しくすべきである。
等しい量の出力光を発生するようになっており、諸レー
ザは実質的に同一レベルにバイアスされ、諸導波管は実
質的に等しい損失を有し、それによってそれぞれの導波
管から実質的に同じ光出力が得られるようになっている
。ここで、実質的に等しい損失という表現は、諸導波管
における損失が、それらの導波管からの出力を受ける感
光媒体の感度公差の限界内において等しいことを意味す
る。すなわち、もし感光媒体が、例えば0. 3dB
より小さい差を検出しえなければ、導波管の損失は、相
互に0. 3dB以内にありさえすれば実質的に等し
いことになる。それにも拘らず、それぞれの導波管が実
質的に等しい損失を有するためには、諸導波管の長さを
好ましくは実質的に等しくすべきである。
所定スレッショルドより大な出力光量を発生するように
なっている本発明の実施例においては、諸導波管は、そ
れぞれからの光出力が所定のスレッショルドより大であ
る限り、任意の損失を有しうる。
なっている本発明の実施例においては、諸導波管は、そ
れぞれからの光出力が所定のスレッショルドより大であ
る限り、任意の損失を有しうる。
上述の考慮の外に、本発明の集積光学式レーザ印刷ヘッ
ドの集積導波管構造を設計する際に考慮しなくてはなら
ない他の要求がある。第1の要求は、導波管間の漏話を
低レベルに保持することであり、第2の要求は、導波管
内での損失を小さい値まで減少せしめることであり、第
3の要求は、諸導波管の入力領域を相互に実質的に平行
になるように構成し、また、諸導波管の出力領域を相互
に実質的に平行になるように構成し、それによって導波
管内への、および導波管外への、光の結合を容易に、か
つ一層効率的にすることである。
ドの集積導波管構造を設計する際に考慮しなくてはなら
ない他の要求がある。第1の要求は、導波管間の漏話を
低レベルに保持することであり、第2の要求は、導波管
内での損失を小さい値まで減少せしめることであり、第
3の要求は、諸導波管の入力領域を相互に実質的に平行
になるように構成し、また、諸導波管の出力領域を相互
に実質的に平行になるように構成し、それによって導波
管内への、および導波管外への、光の結合を容易に、か
つ一層効率的にすることである。
第1、第2、第3の要求は、本発明の実施例においては
、諸導波管をrSJ字形に形成することによって満たさ
れる。そのような「S」字形の集積導波管構造において
は、漏話は導波管の出力領域付近においての問題となる
。そのわけは、その領域においては諸導波管が極めて接
近するので、1つの導波管から放射される光が隣接する
導波管により捕えられうるからである。これが起こるの
は、諸導波管の出力領域においてのみ、諸導波管がレー
ザプリンタの要求する出力絵素間隔を与えるために相互
に十分接近する必要があるからである。このようにして
、2つの導波管間の漏話は、2つの導波管が極めて接近
している長さに比例するので、「S」字形をなす実施例
は、諸導波管が相互に接近している出力領域付近の長さ
を十分短くしで、漏話を低レベルに制限するように設計
される。さらに、「S」字形実施例においては、諸導波
管の入力領域は全て平行になっており、また出力領域も
全て平行になっている。さらにまた、「S」字形導波管
は2つの屈曲部しかもたず、そのそれぞれは放射による
損失を制限するように設計されている。またさらに、「
S」字形導波管は、実質的に同じ長さをもつように設計
されている。
、諸導波管をrSJ字形に形成することによって満たさ
れる。そのような「S」字形の集積導波管構造において
は、漏話は導波管の出力領域付近においての問題となる
。そのわけは、その領域においては諸導波管が極めて接
近するので、1つの導波管から放射される光が隣接する
導波管により捕えられうるからである。これが起こるの
は、諸導波管の出力領域においてのみ、諸導波管がレー
ザプリンタの要求する出力絵素間隔を与えるために相互
に十分接近する必要があるからである。このようにして
、2つの導波管間の漏話は、2つの導波管が極めて接近
している長さに比例するので、「S」字形をなす実施例
は、諸導波管が相互に接近している出力領域付近の長さ
を十分短くしで、漏話を低レベルに制限するように設計
される。さらに、「S」字形実施例においては、諸導波
管の入力領域は全て平行になっており、また出力領域も
全て平行になっている。さらにまた、「S」字形導波管
は2つの屈曲部しかもたず、そのそれぞれは放射による
損失を制限するように設計されている。またさらに、「
S」字形導波管は、実質的に同じ長さをもつように設計
されている。
集積導波管構造は、例えば、ケイ酸ソーダ石灰ガラス内
に、熱促進Ag−Naイオン交換によって導波管構造と
して作られ、約0. 7+lB/amの伝搬損失を有
する。この伝搬損失は、集積構造における個々の導波管
間の長さの差に対する設計上の制限を決定するのに用い
られる。例えば、このような導波管構造からの出力光の
集束されたものを受ける出力媒体が0.25dBの大き
さの損失差を許容しうる場合ならば、諸導波管の長さの
差は0.3cmの大きさでありうる。
に、熱促進Ag−Naイオン交換によって導波管構造と
して作られ、約0. 7+lB/amの伝搬損失を有
する。この伝搬損失は、集積構造における個々の導波管
間の長さの差に対する設計上の制限を決定するのに用い
られる。例えば、このような導波管構造からの出力光の
集束されたものを受ける出力媒体が0.25dBの大き
さの損失差を許容しうる場合ならば、諸導波管の長さの
差は0.3cmの大きさでありうる。
上述のこと以外に、本発明のレーサ印刷ヘッドに対して
なされるべきもう1つの考慮は、導波管の製造方法に関
するものである。このもう一つの考慮は、隣接する導波
管間の間隔が、特にその出力端付近において小さい導波
管群を作る必要があるためになされるべきものである。
なされるべきもう1つの考慮は、導波管の製造方法に関
するものである。このもう一つの考慮は、隣接する導波
管間の間隔が、特にその出力端付近において小さい導波
管群を作る必要があるためになされるべきものである。
その結果として、本発明の実施例は、導波管の形成のた
めに「界促進イオン交換」を用いることにより製造され
る。そのわけは、この方法は、導波管間の低屈折率の光
学的分離領域内への拡散を抑制するからである。その結
果、損失および漏話は最小化される。さらに、実施例に
おいては、諸導波管は、集積導波管の構造の表面の不完
全部分からの散乱による光損失を減少せしめるために、
埋没せしめられる。
めに「界促進イオン交換」を用いることにより製造され
る。そのわけは、この方法は、導波管間の低屈折率の光
学的分離領域内への拡散を抑制するからである。その結
果、損失および漏話は最小化される。さらに、実施例に
おいては、諸導波管は、集積導波管の構造の表面の不完
全部分からの散乱による光損失を減少せしめるために、
埋没せしめられる。
すなわち、本発明の集積印刷ヘッドの実施例が含む「S
」字形集積導波管構造においては、(1)個々の導波管
は実質的に同一の長さ、従って実質的に同一の損失を有
し、(2)導波管構造の出力領域付近における、個々の
導波管が相互に接近して配置されている導波管構造部分
は、漏話を最小化するため可能な限り短くされており、
(3)集積導波管構造の他の領域における個々の導波管
は漏話が事実上なくなるように相互に十分離れて配置さ
れており、(4)個々の導波管は「界促進イオン交換」
を用いて作られ、(5)諸導波管は埋没せしめられる。
」字形集積導波管構造においては、(1)個々の導波管
は実質的に同一の長さ、従って実質的に同一の損失を有
し、(2)導波管構造の出力領域付近における、個々の
導波管が相互に接近して配置されている導波管構造部分
は、漏話を最小化するため可能な限り短くされており、
(3)集積導波管構造の他の領域における個々の導波管
は漏話が事実上なくなるように相互に十分離れて配置さ
れており、(4)個々の導波管は「界促進イオン交換」
を用いて作られ、(5)諸導波管は埋没せしめられる。
以下、添付図面を参照しつつ本発明を実施例について詳
述する。
述する。
[実施例]
第1図は、本発明の集積光学式レーザ印刷ヘッドの実施
例10を示す。半導体レーサ201ないし20 のアレ
イ15は、基板25上に作られてn いる。レーザ201ないし20nの隣接するものの中心
間の間隔は、写真食刻法によって画定され、これらのレ
ーザが個々にアドレス可.能であるのに十分な大きさを
有する。例えば、約0. 8ミクロンの波長の放射を
発射するGaAs/AIGaAsレーザは、約100ミ
クロンの最小中心間間隔で配置すれば、独立的にアドレ
ス可能である。従って、アレイ15の代表的実施例にお
いては、写真食刻法により画定された条帯は、隣接条帯
間において100ないし500ミクロンの範囲内の中心
間間隔を有し、条帯の幅は約5ないし1−5ミクロンで
ある。例えばGaAsの基板25は、75ないし150
ミクロンの範囲内の厚さを有する。この範囲の下限部の
厚さ、例えば75ミクロンの厚さが好ましいが、そのわ
けは、これによって個々のレーザ201ないし20,を
独立的に駆動する能力が容易に実現されるからである。
例10を示す。半導体レーサ201ないし20 のアレ
イ15は、基板25上に作られてn いる。レーザ201ないし20nの隣接するものの中心
間の間隔は、写真食刻法によって画定され、これらのレ
ーザが個々にアドレス可.能であるのに十分な大きさを
有する。例えば、約0. 8ミクロンの波長の放射を
発射するGaAs/AIGaAsレーザは、約100ミ
クロンの最小中心間間隔で配置すれば、独立的にアドレ
ス可能である。従って、アレイ15の代表的実施例にお
いては、写真食刻法により画定された条帯は、隣接条帯
間において100ないし500ミクロンの範囲内の中心
間間隔を有し、条帯の幅は約5ないし1−5ミクロンで
ある。例えばGaAsの基板25は、75ないし150
ミクロンの範囲内の厚さを有する。この範囲の下限部の
厚さ、例えば75ミクロンの厚さが好ましいが、そのわ
けは、これによって個々のレーザ201ないし20,を
独立的に駆動する能力が容易に実現されるからである。
基板25は、次に、例えば熱伝導性の良いインジウム半
田によって、約250ミクロンの最小厚さを有する、図
示されていない臂開ダイヤモンド基板に接着される。こ
の臂開ダイヤモンド基板は、基板25と共に実質的に垂
直な端縁を実現すべきであり、基板25は、約5ミクロ
ン以上、ダイヤモンド基板の端縁を越えて突出したり、
端縁から後退したりしてはならない。さらに、ダイヤモ
ンド基板は、本技術分野において通常の知識を有する者
にとって公知の方法により、図示されていない熱電冷却
器に接着される。レーザアレイ15は、G a A s
/ A I G a A sへテロ構造レーザとして
示されたが、本技術分野において公知の他の物質および
構成も用いられうる。第1図には、GaAs基板の上部
表面上にレーザダイオードのエビタキシャル層を有する
実施例が示されている。
田によって、約250ミクロンの最小厚さを有する、図
示されていない臂開ダイヤモンド基板に接着される。こ
の臂開ダイヤモンド基板は、基板25と共に実質的に垂
直な端縁を実現すべきであり、基板25は、約5ミクロ
ン以上、ダイヤモンド基板の端縁を越えて突出したり、
端縁から後退したりしてはならない。さらに、ダイヤモ
ンド基板は、本技術分野において通常の知識を有する者
にとって公知の方法により、図示されていない熱電冷却
器に接着される。レーザアレイ15は、G a A s
/ A I G a A sへテロ構造レーザとして
示されたが、本技術分野において公知の他の物質および
構成も用いられうる。第1図には、GaAs基板の上部
表面上にレーザダイオードのエビタキシャル層を有する
実施例が示されている。
このレーザダイオードアレイは、エビタキシャル層が吸
熱器に近い方にあるように逆転させることにより、もっ
と容易に熱が伝導によって奪われるようにし、ダイオー
ドからの出力値を高めること?できる。
熱器に近い方にあるように逆転させることにより、もっ
と容易に熱が伝導によって奪われるようにし、ダイオー
ドからの出力値を高めること?できる。
レーザ201ないし20Ilは、アレイ40のピン35
1ないし35nに印加される電気信号によってアドレス
される。ピン351ないし35nは導線301ないし3
0nによってレーザ201ないし20 に接続され、導
線301ないし30■n は、それぞれレーザ20,ないし20■に接着されてい
る。個々のレーザを励振するための電気信号は、本技術
分野において公知の装置(図示されていない)によって
発生せしめられる。
1ないし35nに印加される電気信号によってアドレス
される。ピン351ないし35nは導線301ないし3
0nによってレーザ201ないし20 に接続され、導
線301ないし30■n は、それぞれレーザ20,ないし20■に接着されてい
る。個々のレーザを励振するための電気信号は、本技術
分野において公知の装置(図示されていない)によって
発生せしめられる。
アレイ15は、レーザ201ないし20nからの放射出
力が、それぞれ導波管601ないし60 内へ結合せし
められるように集積導波管構n 造50に取付けられる。レーザ201ないし20 の代
表的な断面積は5μmX2μmである。
力が、それぞれ導波管601ないし60 内へ結合せし
められるように集積導波管構n 造50に取付けられる。レーザ201ないし20 の代
表的な断面積は5μmX2μmである。
n
アレイ15は、x,y,z位置において0.1ミクロン
以内の精度で整列せしめられ、また角方向についても整
列せしめられて、例えば温度安定性のあるインジウム半
田またはエボキシによって所定の場所に取付けられる。
以内の精度で整列せしめられ、また角方向についても整
列せしめられて、例えば温度安定性のあるインジウム半
田またはエボキシによって所定の場所に取付けられる。
第1.図から容易にわか?ように、レーザ201ないし
2onは共通基板25上に作られており、その写真食刻
法により画定された中心間間隔は導波管のそれに等しい
ので、レーザ201ないし20■が導波管6 0 Iな
いし60nのそれぞれと整列しうる能カは実質的に増大
する。
2onは共通基板25上に作られており、その写真食刻
法により画定された中心間間隔は導波管のそれに等しい
ので、レーザ201ないし20■が導波管6 0 Iな
いし60nのそれぞれと整列しうる能カは実質的に増大
する。
実施例においては、導波管601ないし60,は次の条
件に適合する形状を有する。(1)入力領域701ない
し70I+は相互に、またレーザ20,ないし20,の
条帯のそれぞれの方向に対して実質的に平行であること
によって、レーザ201ないし20nの光出力の、それ
らの内部への効率的な結合が助長されるようになってお
り、(2)出力領域851ないし85nは相互に実質的
に平行であることによって、照明されるべき媒体への伝
達における射出光の効率的結合を助長するようになって
おり、(3)導波管601ないし60nは、実質的に同
じ損失、従って、実質的に同じ長さを有し、(4)導波
管構造50の、個々の導波管601ないし60nが相互
に接近して配置されている部分は、漏話を最小化するた
めに短くされている。
件に適合する形状を有する。(1)入力領域701ない
し70I+は相互に、またレーザ20,ないし20,の
条帯のそれぞれの方向に対して実質的に平行であること
によって、レーザ201ないし20nの光出力の、それ
らの内部への効率的な結合が助長されるようになってお
り、(2)出力領域851ないし85nは相互に実質的
に平行であることによって、照明されるべき媒体への伝
達における射出光の効率的結合を助長するようになって
おり、(3)導波管601ないし60nは、実質的に同
じ損失、従って、実質的に同じ長さを有し、(4)導波
管構造50の、個々の導波管601ないし60nが相互
に接近して配置されている部分は、漏話を最小化するた
めに短くされている。
導波管601ないし60,内における損失が相互に異な
りうる量は、これらの導波管からの出力を受ける感光媒
体の種類によって決定される。例えば、もし媒体がスレ
ッショルド形媒体、すなわち効果を生じるのにあるレベ
ルの光量を要する媒体ならば、導波管における損失は、
出力光量が所定スレッショルドを超えるように十分小さ
くなくてはならない。そのような場合には、導波管間の
長さの差は、光出力がスレッショルドより低くならない
限り許容されうる。一方、もし媒体の光に対する感度が
スレッショルド的にではなく、例えば直線的に光強度に
よる場合ならば、実施例の設計は、特に、もしレーザ出
力が実質的に等しいときは、諸導波管が実質的に等しい
損失を生じるように行なわれなくてはならない。しかし
、設計上の意味としては、実質的に等しい損失という表
現は、諸導波管間の損失の差が、それらの導波管から出
力を受ける感光媒体の感度公差の限度内にお?て等しい
ことを意味する。従って、もし感光媒体が、例えば0.
3dBより小さい損失の差を検出できなければ、諸導波
管の損失は、実質的に等しいためには、相互の0.3d
B以内にありさえすればよい。この場合、導波管材料の
伝搬損失は約1. 0dB/cmなので、実質的に等
しい損失を有すべき要求は、諸導波管間の長さの差が0
. 3cmより小であれば満たされる。なお、これに
より、個個の導波管が実質的に等しい長さを有するため
の要件が定義される。またさらに、レーザダイオードの
バイアスを調節することにより、伝搬損失の差を補償す
ることができる。
りうる量は、これらの導波管からの出力を受ける感光媒
体の種類によって決定される。例えば、もし媒体がスレ
ッショルド形媒体、すなわち効果を生じるのにあるレベ
ルの光量を要する媒体ならば、導波管における損失は、
出力光量が所定スレッショルドを超えるように十分小さ
くなくてはならない。そのような場合には、導波管間の
長さの差は、光出力がスレッショルドより低くならない
限り許容されうる。一方、もし媒体の光に対する感度が
スレッショルド的にではなく、例えば直線的に光強度に
よる場合ならば、実施例の設計は、特に、もしレーザ出
力が実質的に等しいときは、諸導波管が実質的に等しい
損失を生じるように行なわれなくてはならない。しかし
、設計上の意味としては、実質的に等しい損失という表
現は、諸導波管間の損失の差が、それらの導波管から出
力を受ける感光媒体の感度公差の限度内にお?て等しい
ことを意味する。従って、もし感光媒体が、例えば0.
3dBより小さい損失の差を検出できなければ、諸導波
管の損失は、実質的に等しいためには、相互の0.3d
B以内にありさえすればよい。この場合、導波管材料の
伝搬損失は約1. 0dB/cmなので、実質的に等
しい損失を有すべき要求は、諸導波管間の長さの差が0
. 3cmより小であれば満たされる。なお、これに
より、個個の導波管が実質的に等しい長さを有するため
の要件が定義される。またさらに、レーザダイオードの
バイアスを調節することにより、伝搬損失の差を補償す
ることができる。
集積導波管構造50の導波管601ないし60 は「S
」字形の導波管であり、それぞれ人n 力領域701ないし70n1第1屈曲部751ないし7
5 、第2屈曲部801ないし80n1おn よび出力領域851ないし85nを有する。入力領域7
01ないし70nの代表的な断面積は10μmX5μm
で、レーザ201ないし20nとそれぞれの導波管60
1ないし60■との間の実質?な結合を保証している。
」字形の導波管であり、それぞれ人n 力領域701ないし70n1第1屈曲部751ないし7
5 、第2屈曲部801ないし80n1おn よび出力領域851ないし85nを有する。入力領域7
01ないし70nの代表的な断面積は10μmX5μm
で、レーザ201ないし20nとそれぞれの導波管60
1ないし60■との間の実質?な結合を保証している。
さらに、入力領域701ないし70llは、好ましくは
相互に、またレーザ201ないし20nの条帯のそれぞ
れの方向に対し、平行であることによって、それらの間
の結合を増大せしめる。導波管601ないし60I+は
「S」字形をなすので、それらは次のように設計される
。(1)それぞれの導波管は、入力端から出力端まで実
質的に同一の長さを有し、(2)諸導波管が出力端近く
において相互に接近する付近は、漏話をなくすため可能
な限り短く、(3)入力領域701ないし7onは相互
に実質的に平行であり、出力領域851ないし85nも
相互に実質的に平行である。
相互に、またレーザ201ないし20nの条帯のそれぞ
れの方向に対し、平行であることによって、それらの間
の結合を増大せしめる。導波管601ないし60I+は
「S」字形をなすので、それらは次のように設計される
。(1)それぞれの導波管は、入力端から出力端まで実
質的に同一の長さを有し、(2)諸導波管が出力端近く
において相互に接近する付近は、漏話をなくすため可能
な限り短く、(3)入力領域701ないし7onは相互
に実質的に平行であり、出力領域851ないし85nも
相互に実質的に平行である。
本発明の集積光学式レーザ印刷ヘッドの代表的な応用に
おいては、出力ビームは約1,4ミクロン離れているべ
きである。その結果、導波管の出力領域851ないし8
5■の中心間間隔も約14ミクロンであるべきである。
おいては、出力ビームは約1,4ミクロン離れているべ
きである。その結果、導波管の出力領域851ないし8
5■の中心間間隔も約14ミクロンであるべきである。
それに伴う出力領域851ないし85 においての導波
管60,ないn し60nの接近のために、諸導波管が相互に接近するこ
れらの出力領域付近は、漏話、すなわち1導波管から放
射される光が他の導波管により吸収される現象、を最小
化するために、可能な限り小さく作る必要がある。さら
に、導波管構造50の他の領域においては、漏話が全く
問題にならないように、導波管は十分離れた間隔を与え
られるべきである。
管60,ないn し60nの接近のために、諸導波管が相互に接近するこ
れらの出力領域付近は、漏話、すなわち1導波管から放
射される光が他の導波管により吸収される現象、を最小
化するために、可能な限り小さく作る必要がある。さら
に、導波管構造50の他の領域においては、漏話が全く
問題にならないように、導波管は十分離れた間隔を与え
られるべきである。
第1図において、導波管601ないし60,は全て実質
的に同じ長さを有し、またケイ酸ソーダ石灰ガラス内に
おいて約10μmの幅と、約5μmの深さとを有する。
的に同じ長さを有し、またケイ酸ソーダ石灰ガラス内に
おいて約10μmの幅と、約5μmの深さとを有する。
これらの導波管は、詳細に後述されるように、Ag−N
aまたはK−Naイオン交換工程によるなど、本技術分
野において公知のいくつかの方法のうちの任意の1つに
より形成されうる。導波管の出力領域851ないし85
は、約14ミクロンの中心間間隔を有する。
aまたはK−Naイオン交換工程によるなど、本技術分
野において公知のいくつかの方法のうちの任意の1つに
より形成されうる。導波管の出力領域851ないし85
は、約14ミクロンの中心間間隔を有する。
n
出力領域85 の長さは、諸導波管が相互に接近n
する付近の長さを小さくするために、約100ないし2
00μmとされる。導波管601ないし60 の他領域
の長さおよび配置は、導波管n 601ないし60nの長さが実質的に同一であるべき要
求により決定される。これは、通常の場合、隣接する他
領域間の距離が、例えば50ないし100μmより大で
、これらの他領域間に事実上漏話がないようにするもの
であることを要求する。
00μmとされる。導波管601ないし60 の他領域
の長さおよび配置は、導波管n 601ないし60nの長さが実質的に同一であるべき要
求により決定される。これは、通常の場合、隣接する他
領域間の距離が、例えば50ないし100μmより大で
、これらの他領域間に事実上漏話がないようにするもの
であることを要求する。
入力領域701ないし70nにおける導波管601ない
し60I1の中心間間隔は、約100ないし500ミク
ロンで、レーザ201ないし20 の中心間間隔に整合
している。最後に、第n 1屈曲部75,ないし75nおよび第2屈曲部801な
いし80nの半径は、次の2つのことを考慮して選択さ
れる。(1)屈曲部における放射損失は小さくなくては
ならず、(2)屈曲部の長さは、吸収損失を最小化する
ために短くなくてはならない。
し60I1の中心間間隔は、約100ないし500ミク
ロンで、レーザ201ないし20 の中心間間隔に整合
している。最後に、第n 1屈曲部75,ないし75nおよび第2屈曲部801な
いし80nの半径は、次の2つのことを考慮して選択さ
れる。(1)屈曲部における放射損失は小さくなくては
ならず、(2)屈曲部の長さは、吸収損失を最小化する
ために短くなくてはならない。
屈曲部の半径は、J. Lightwave Tech
.,VoLT−5, No. 12, Dece
mbe『, 1,989, pp1686−168
9に所載の、I.M. Conno+sおよびA,
Mahapaj+a著rHigh Finesse R
ingResonalors Made By Sil
ver Ion Exchange InGlass
Jに従って決定される。この論文には、放射損失がQ,
l+IB/cmより小である最小屈曲半径rがr−
2 a ns u b/ (d” ’ ne H H
)により与えられることが指摘されている。ただし、a
は導波管の幅、nSubは基板の屈折率、doll n
e(1は導波モードの実行屈折率と基板屈折率との差で
ある。もし、導波管の幅が約10μm1基板の屈折率が
1.5、d+Ij neftが約0.05ならば、rは
約500μmとすることができ、これは放射損失がかな
り大きくなる半径より十分に大きい。
.,VoLT−5, No. 12, Dece
mbe『, 1,989, pp1686−168
9に所載の、I.M. Conno+sおよびA,
Mahapaj+a著rHigh Finesse R
ingResonalors Made By Sil
ver Ion Exchange InGlass
Jに従って決定される。この論文には、放射損失がQ,
l+IB/cmより小である最小屈曲半径rがr−
2 a ns u b/ (d” ’ ne H H
)により与えられることが指摘されている。ただし、a
は導波管の幅、nSubは基板の屈折率、doll n
e(1は導波モードの実行屈折率と基板屈折率との差で
ある。もし、導波管の幅が約10μm1基板の屈折率が
1.5、d+Ij neftが約0.05ならば、rは
約500μmとすることができ、これは放射損失がかな
り大きくなる半径より十分に大きい。
集積導波管50は、本技術分野において通常の知識を有
する者にとって公知のイオン交換工程により形成され、
1dB/cmの程度の損失を生じうる。
する者にとって公知のイオン交換工程により形成され、
1dB/cmの程度の損失を生じうる。
例えば、導波管パターンは、ケイ酸ソーダ石灰ガラス基
板、例えばコーニングガラスから得られるマイク07−
ト ガラス(MicrosheelTMglass)+
TM 上に適切なマスク材料、例えば、陽極処理されたAIを
用い、写真食刻法によって配置される。これを行なうた
めには、基板はまず、室温においてシュウ酸内において
陽極処理された500人のアルミニウム層によって被覆
される。次に、この陽極処理されたアルミニウム内に、
通常の写真食刻技術を用いて導波管パターンのエッチン
グが行なわれる。マスクされたガラス基板は次に、例え
ば270℃において、融解したAgN03内に浸漬され
、Ag−Na交換が行なわれる。この交換の後、基板は
クリーニングされ端縁部は端部結合のために適宜研摩さ
れる。
板、例えばコーニングガラスから得られるマイク07−
ト ガラス(MicrosheelTMglass)+
TM 上に適切なマスク材料、例えば、陽極処理されたAIを
用い、写真食刻法によって配置される。これを行なうた
めには、基板はまず、室温においてシュウ酸内において
陽極処理された500人のアルミニウム層によって被覆
される。次に、この陽極処理されたアルミニウム内に、
通常の写真食刻技術を用いて導波管パターンのエッチン
グが行なわれる。マスクされたガラス基板は次に、例え
ば270℃において、融解したAgN03内に浸漬され
、Ag−Na交換が行なわれる。この交換の後、基板は
クリーニングされ端縁部は端部結合のために適宜研摩さ
れる。
上述の集積導波管構造52の製造方法から容易にわかる
ように、漏話を最小化するためには、出力領域851な
いし85I1を屈曲部80nの直後まで研摩によって後
退させればよい。これにより、出力領域85lないし8
5nが相互に接近している部分の長さが最小化され、し
かも集積導波管構造50の導波管601ないし60nか
らは実質的に平行な光出力が発射される。
ように、漏話を最小化するためには、出力領域851な
いし85I1を屈曲部80nの直後まで研摩によって後
退させればよい。これにより、出力領域85lないし8
5nが相互に接近している部分の長さが最小化され、し
かも集積導波管構造50の導波管601ないし60nか
らは実質的に平行な光出力が発射される。
上述の熱促進イオン交換による製造方法は、時間の経過
と共にAgがある程度金属として沈殿し、これが損失を
増大させる欠点を有する。別の、KNa間の熱促進イオ
ン交換工程を用いれば、KはAgのように金属状態に還
元されないので、もっと安定した導波管が得られる。し
かし、この場合においても、もし導波管を埋没せしめれ
ば、表面の不完全性による放射損失が減少するので、さ
らに改善が行なわれる。
と共にAgがある程度金属として沈殿し、これが損失を
増大させる欠点を有する。別の、KNa間の熱促進イオ
ン交換工程を用いれば、KはAgのように金属状態に還
元されないので、もっと安定した導波管が得られる。し
かし、この場合においても、もし導波管を埋没せしめれ
ば、表面の不完全性による放射損失が減少するので、さ
らに改善が行なわれる。
実施例においては、埋没導波管は、本出願と出願日を同
じくし、本発明と権利者を同じくする、AII+ed
E. Co++igan によるrMethod
ForFabricating Bu『ied Wav
eguides Jと題する特許出願(本出願の出願番
号は第7478号である)に開示されている、Na/A
g/K界促進イオン交換工程によって製造されうる。
じくし、本発明と権利者を同じくする、AII+ed
E. Co++igan によるrMethod
ForFabricating Bu『ied Wav
eguides Jと題する特許出願(本出願の出願番
号は第7478号である)に開示されている、Na/A
g/K界促進イオン交換工程によって製造されうる。
本技術分野に精通する者ならばわかるように、本発明の
範囲から逸脱することなく、他の実施例を構成すること
ができる。例をあげると、放射用の導波管は、本技術分
野において通常の知識を有する者にとって公知のさまざ
まな材料、例えばニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リ
チウムから作ることもできる。従って、以上の説明に含
まれ、あるいは添付図面に示されている全ての事項は、
単に例示的なものであって、限定的な意味はもたないも
のであると解釈すべきである。
範囲から逸脱することなく、他の実施例を構成すること
ができる。例をあげると、放射用の導波管は、本技術分
野において通常の知識を有する者にとって公知のさまざ
まな材料、例えばニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リ
チウムから作ることもできる。従って、以上の説明に含
まれ、あるいは添付図面に示されている全ての事項は、
単に例示的なものであって、限定的な意味はもたないも
のであると解釈すべきである。
第1図は、本発明の集積光学式レーザ印刷ヘッドの実施
例の絵画的斜視図である。 符号の説明 10・・・集積光学式レーザ印刷ヘッド、15・・・半
導体レーザアレイ、 201〜20n・・・半導体レーザ、 25・・・基板、 50・・・・・・集積導波管構造、 60 〜60 ・・・導波管、 n 70 〜70 ・・・入力領域、 n 75 〜75 ・・・第1屈曲部、 n 80 〜80 ・・・第2屈曲部、 n 85 〜85 ・・・出力領域。 n
例の絵画的斜視図である。 符号の説明 10・・・集積光学式レーザ印刷ヘッド、15・・・半
導体レーザアレイ、 201〜20n・・・半導体レーザ、 25・・・基板、 50・・・・・・集積導波管構造、 60 〜60 ・・・導波管、 n 70 〜70 ・・・入力領域、 n 75 〜75 ・・・第1屈曲部、 n 80 〜80 ・・・第2屈曲部、 n 85 〜85 ・・・出力領域。 n
Claims (10)
- (1)出力間に所定の間隔を有する印刷ヘッドであって
、 第1基板上に作られた多数の独立的に励振可能な光源と
、 第2基板上に作られた、入力端および出力端を有する多
数の導波管を含む集積導波管構造であって、前記第1お
よび第2基板が前記光源からの光を前記導波管の前記入
力端内へ結合せしめるように整列せしめられ、前記導波
管が前記入力端以後に配置された第1屈曲部と該第1屈
曲部以後かつ前記出力端以前に配置された第2屈曲部と
を有することにより実質的に「S」字形をなし、前記第
2屈曲部以後の相隣る導波管間の距離が所定間隔に等し
く、他の全ての部分における相隣る導波管間の距離が他
の所定距離より実質的に大である前記集積導波管構造と
、 を含む、印刷ヘッド。 - (2)請求項1において、前記導波管の前記入力端が相
互に実質的に平行であり、前記導波管の前記出力端が相
互に実質的に平行である、印刷ヘッド。 - (3)請求項2において、前記第1および第2屈曲部の
半径が実質的に同一である、印刷ヘッド。 - (4)請求項3において、前記導波管の長さが実質的に
同一である、印刷ヘッド、 - (5)請求項3において、前記光源が半導体レーザであ
る、印刷ヘッド。 - (6)請求項5において、前記導波管がイオン交換工程
によって形成された、印刷ヘッド。 - (7)請求項6において、前記第2基板がNaを含有す
るガラスから構成され、前記イオン交換工程がAg−N
aイオン交換工程から構成される、印刷ヘッド。 - (8)請求項6において、前記第2基板がNaを含有す
るガラスから構成され、前記イオン交換工程がK−Na
イオン交換工程から構成される、印刷ヘッド。 - (9)請求項5において、前記導波管が埋没せしめられ
た導波管である、印刷ヘッド。 - (10)請求項9において、前記第2基板がNaを含有
するガラスから構成され、前記埋没せしめられた導波管
がNa/Ag/K界促進イオン交換工程により形成され
た、印刷ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/300,570 US4897671A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Integrated optic print head |
US300570 | 1989-01-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02239955A true JPH02239955A (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=23159659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009476A Pending JPH02239955A (ja) | 1989-01-23 | 1990-01-18 | 印刷ヘッド |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4897671A (ja) |
EP (1) | EP0379704B1 (ja) |
JP (1) | JPH02239955A (ja) |
CA (1) | CA2004046C (ja) |
DE (2) | DE68918076T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008145734A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Ricoh Co Ltd | マルチビーム発生器、光走査装置及び画像形成装置 |
Families Citing this family (15)
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