JPH11160557A - 電子写真装置の光源およびその光源を用いた電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のビームを用いて感光ドラムに露光を行
う場合に、感光ドラム上でビームスポットの距離が大き
く離れなく、かつ、電気的な処理回路および付加的な光
学系が必要としない光源およびその光源を用いた電子写
真装置を提供する。 【解決手段】 一端に光を入射させるための入射端９ａ
と他の一端に光を出射させるための出射端９ｂを有する
複数の導波路９を形成した導波路基板８と、複数のレー
ザー素子１０と、該レーザー素子１０のレーザー光５を
前記導波路９の入射端９ａに結合させる手段１１とを備
え、前記導波路基板８は入射端側１２での導波路９の間
隔が出射端側１３での導波路９の間隔よりも大きくされ
てなるような構造とすることで、感光ドラム上に近接し
たスポット列が得られるように実現している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザー光を用いて
感光ドラム上に潜像の形成を行い、それを用いてトナー
を現像して紙に印刷を行う、いわゆる電子写真方式の装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機やプリンター等のハードコ
ピーの装置として電子写真方式が広く普及している。こ
れは感光ドラムにレーザー光を用いて潜像を形成し、こ
の潜像にトナーを付着させ、さらにこのトナーを紙に転
写して定着し、画像を得る方法である。これらの方法で
は、感光ドラム上に潜像を形成する方法として、図９に
示すように、おもにレーザー光源４からのレーザー光５
を回転式のポリゴンミラー２で走査し、その光をレンズ
３で結像させ、かつ感光ドラム１を回転させることで得
ている。

【０００３】一般的に複写機やプリンターに要求される
性能としては、印字の速度をできるだけ速くして高速で
印字したいということがある。そのためには、レーザー
光５の走査速度をできるだけ速くする必要があり、結果
的にポリゴンミラー２の回転を高速にすることが要求さ
れる。

【０００４】このため、現在ポリゴンミラー２の回転数
は１００００回転／分から２００００回転／分以上が要
求されている。このような高速の回転系を支えるベアリ
ングとしては、空気や油の薄い膜で軸を支える高価な空
気軸受けや流体軸受けが用いられている。これはボール
ベアリング等を用いた通常の軸受けでは、騒音の発生や
磨耗が著しく、耐久性の低下の面で採用が困難であるた
めである。

【０００５】このような課題を解決するためには、従来
より記録に用いるレーザー光５の数を増やし、複数の光
で一度に記録することで、記録速度を上げ、ポリゴンミ
ラー２の回転数を下げようとする試みがなされてきた。

【０００６】例えば、１）実開平４−１２０９１７号公
報、２）特開平５−１６７８０９号公報、３）特開平５
−２２１０１３号公報、４）特開平８−２７１８２５号
公報、５）特開平８−３０９９９号公報には複数のビー
ムを用い、これを一度に記録する方式が開示されてい
る。

【０００７】１）実開平４−１２０９１７号公報で開示
されている内容は、複数個の光源に対応するために結像
用コリメートレンズをズームレンズで構成することでコ
リメートレンズの焦点距離を任意に調整できるような構
成となっている。

【０００８】２）特開平５−１６７８０９号公報で開示
されている内容は、同一平面上に複数個の光源を密接に
配設し、感光体上に該当するスポットが副走査方向に並
ぶように配置することで各サイズのドットがスポットの
合成として得られる構成となっている。

【０００９】３）特開平５−２２１０１３号公報で開示
されている内容は、複数のレーザーを有するレーザーサ
ーマルプリンタで、各レーザーを個別の光ファイバーに
接続し、光を出力することで画像が複数のイメージライ
ンによって同時に形成される構成となっている。

【００１０】４）特開平８−２７１８２５号公報で開示
されている内容は、複数の発光源と走査手段との間に回
折格子としての役割が働く一対のホログラムを光軸方向
に配設し、その配設間隔を任意に設定することで２本の
走査光の間隔を制御する構成となっている。

【００１１】５）特開平８−３０９９９号公報で開示さ
れている内容は、複数の光源からなる光源アレーと集光
光学系とからなり、射出光が集光光学系と光源波長から
求まる集光光学系の回折限界程度になるように縮小結像
させるために、複数の光源のビーム間隔が回折限界のス
ポット径の２倍程度以下となるような構成となってい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術にお
いては複数のビームを用いて記録を行う場合には次のよ
うな困難な問題が存在している。

【００１３】図９に示すように、走査系の光学系はレー
ザー光源４の点像を感光ドラム１上に結像させるように
なっているが、感光ドラム１上の走査幅６を広く取るた
め、結像レンズ３から感光ドラム１までの距離を大きく
取り、かつ、全体を小型化するためにレーザー光源４か
らコンデンサレンズ７までの距離は短く取るようになっ
ている。すなわち、全体の結像倍率が大きくなってお
り、通常この倍率（＝（結像レンズ３から感光ドラム１
までの距離）／（レーザー光源４からコンデンサレンズ
７までの距離））は１０〜数十程度である。したがっ
て、上記のような光学系において、レーザー光源４を距
離ｄだけ離れた複数の光源に置き換えると、感光ドラム
１上での複数の結像スポット間の距離Ｄは、 Ｄ ＝ ｄ × ｋ （ｋは光学系の倍率） となり、ｋ倍に拡大されることになる。ここで、例えば
レーザー光源を複数とし、その複数の発光点が基板上に
形成されたマルチアレイ半導体レーザーを用いるとす
る。発光点の間隔ｄは、ｄ＝５０μｍ程度であり、倍率
を仮にｋ＝５０とすると、Ｄ＝２５００μｍ＝２．５ｍ
ｍとなり、感光ドラム１上でスポットは非常に遠く離れ
たところに結像されてしまう。このように２個の光ビー
ムを用いて感光ドラム１上に記録を行おうとすると、そ
れらの間隔が離れているため、２個の光ビームに対して
時間的な補正を行うことが必要なことから、余計な処理
回路が必要となる。

【００１４】上記問題を回避するため、前記１）実開平
４−１２０９１７号公報、２）特開平５−１６７８０９
号公報、３）特開平５−２２１０１３号公報、４）特開
平８−２７１８２５号公報、５）特開平８−３０９９９
号公報が開示されてはいるが、なお下記の問題を有して
いる。

【００１５】２）の技術では、同一平面上に複数個の光
源を密接に配設し、感光体上に該当するスポットが副走
査方向に並ぶように配置しているだけで、各スポットの
間隔等の規定は示されていない。おそらく離れたスポッ
ト間隔にしかならないと推測する。

【００１６】１）、４）、５）の技術では、付加的な光
学系を設け、一旦光源の像を縮小投影する方法が示され
ているが、新たな光学系を必要とする。５）で開示され
ている内容では、縮小された像のある像面３からの光は
開き角が大きくなっており、この光を次の光学系で取り
込むためには、次の段の光学系として、大きな口径のレ
ンズを必要とする。おおまかには、縮小率が１／ｓであ
ればｓ倍の口径のレンズが必要となり、光学系が大型に
なるという欠点がある。１）と４）で開示されている内
容では、光学系にズーム系を用いてこの点を回避してい
るが、光学系はより複雑となる。特に４）ではホログラ
ムを用いて光学系を簡単にしているが、ホログラムは回
折型の光学素子であり、回折率に限界があって光の利用
効率が１００％にはならない。また回折角が波長により
変動するために、半導体レーザーの発振波長が温度によ
り変動すると、回折角が変動し、光学特性が変化すると
いう欠点がある。

【００１７】３）の技術では、光ファイバーを用いて光
源としているが、ファイバーを用いているために、光源
間の距離をファイバーの直径より小さくできず、解決に
は至っていない。

【００１８】本発明では上記問題点を解決するために、
基板上に導波路を設け、個々のレーザー素子からの光を
導波路の一端に結合させ、もう一方の端面から光を放出
させることで、あたかも近接した複数の光源から光が放
出されているような光源を提供するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
電子写真装置の光源は、一端に光を入射させるための入
射端と他の一端に光を出射させるための出射端を有する
複数の導波路を形成した導波路基板と、複数のレーザー
素子と、該レーザー素子のレーザー光を前記導波路の入
射端に結合させる手段とを備え、前記導波路基板は入射
端側での導波路の間隔が出射端側での導波路の間隔より
も大きくされてなることを特徴とする。

【００２０】本発明の請求項２に係る電子写真装置の光
源は、請求項１に係る電子写真装置の光源において、導
波路は、入射端での導波路の幅が、出射端での導波路の
幅より広くなることを特徴とする。

【００２１】本発明の請求項３に係る電子写真装置の光
源は、請求項１に係る電子写真装置の光源において、複
数のレーザー素子が１個のパッケージ内に格納され、前
記複数のレーザー素子のレーザー光を導波路の入射端に
結合させる手段が１個のレンズであることを特徴とす
る。

【００２２】本発明の請求項４に係る電子写真装置の光
源は、一端に光を入射させるための入射端と他の一端に
光を出射させるための出射端を有する導波路で、入射端
側での導波路の間隔が出射端側での導波路の間隔よりも
大きくされてなる複数の導波路を形成した導波路基板
と、複数のレーザー素子とを備え、前記レーザー素子は
前記導波路基板の入射端側に近接配置され、前記レーザ
ー素子からの出射光を直接前記導波路の入射端に結合さ
せることを特徴とする。

【００２３】本発明の請求項５に係る電子写真装置は、
光源と、該光源からの出射光を偏向する手段と、偏向さ
れた光を結像させる結像レンズを備えた電子写真装置で
あって、前記光源は、一端に光を入射させるための入射
端と他の一端に光を出射させるための出射端を有する複
数の導波路を形成した導波路基板と、複数のレーザー素
子と、該レーザー素子のレーザー光を前記導波路の入射
端に結合させる手段とを備え、前記導波路基板は入射端
側での導波路の間隔が出射端側での導波路の間隔よりも
大きくされてなることを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電子写真装置の
光源およびその光源を用いた電子写真装置における実施
形態および実施例を図面を用いて説明する。

【００２５】図１は、本発明の電子写真装置の光源の第
１の実施例での構成を示した図である。

【００２６】基板８には複数の導波路９が構成され、こ
れにレーザー素子１０からの光５が結合される。各々に
入射端９ａと出射端９ｂを有する導波路９のパターンは
任意に構成することが可能であり、レーザー光源１０と
出射端側１３の配置を任意に設計することが可能であ
る。すなわち、通常のレンズを用いた光学系では、像点
と物体との関係は光学的に一義的に決定され、光学倍率
や、物点と像点の距離などを独立に決めることはできな
いが、導波路９により結合することで、像点を（幾何学
的な配置が許す限り）どのような位置にも配置できる。

【００２７】本実施例では、導波路基板８の一端である
入射端側１２での導波路９のピッチは大きく、もう一端
である出射端側１３での導波路９のピッチは小さくして
いる。また、入射端側１２には複数のレーザー素子１０
および該レーザー素子１０からの各光ビーム５を導波路
９の入射端９ａに結合させるためのレンズ１１が個別に
配置されている。ここでレーザー素子１０は通常のパッ
ケージに実装された素子を用いることができる。なぜな
ら、入射端側１２での導波路９のピッチが大きくなって
いるので、パッケージが配置するだけの空間を十分確保
することができるからである。同じくレンズ１１につい
ても、通常の光学素子を用いることができる。

【００２８】レーザー素子１０からの光ビーム５はレン
ズ１１により収束され、基板８の個々の導波路９の入射
端９ａに結合させる。結合された光は導波路９を通っ
て、もう一端の出射端９ｂに達し、基板８の出射端側１
３から出射される。ここで出射端側１３での導波路９の
ピッチは十分に狭くしておく必要がある。

【００２９】例えば、光学系の倍率を５０倍とし、感光
ドラム１上で６００ｄｐｉ（ドット／インチ）の解像力
を得て、解像力と同じピッチでスポットを配置しようと
すれば、出射端側１３での導波路９のコアのピッチは２
５．４ｍｍ／６００／５０＝０．８４７μｍの間隔にす
る必要がある。ただし、このような１μｍ以下のピッチ
にするためには導波路９の幅はパターン形成上さらにそ
の半分程度にする必要があり、このようなサブμｍ（１
μｍ以下）の導波路の作製はプロセス上極めて困難とな
る。そのため、例えばＬ３＝２．５４μｍピッチ（＝
０．５４７×３、上記の３倍のピッチ）で導波路９を作
り、感光ドラム１上で３ドットピッチの結像スポットを
得ても良い。この場合導波路９の幅はピッチの半分程度
に設定するのが良いから、Ｌ１＝１．２μｍ程度の幅と
なり、半導体リソグラフィー等の技術で導波路９を形成
すれば、十分作製が可能な範囲となる。この配置を図に
描くと図２のようになる。

【００３０】図２（ａ）、（ｂ）は図１の導波路基板８
の入射端側１２および出射端側１３の面をそれぞれ示し
たものである。図２（ａ）に示すように図１の入射端側
１２では、導波路９のピッチはレーザー素子１０の配置
が可能になるように、パッケージの大きさに応じてＬ２
＝２〜１０ｍｍピッチで配置するが、図１の出射端側１
３では、上記の試算のように、図２（ｂ）のように、Ｌ
３＝２．５４μｍピッチで配置する。このとき、感光ド
ラム１上には、図２（ｃ）のように光学倍率ｋ＝５０な
らば、スポットＡ１、Ａ２、…のピッチがＬ４＝１２７
μｍで結像される。

【００３１】この場合、感光ドラム１上では図２（ｃ）
のように、スポットＡ１、Ａ２、…（例えば、スポット
径がＬ５≦４２μｍ程度の場合）は完全に隣接するわけ
ではなく、いくらか離れることになるが、本発明によれ
ばその間隔は、上記の設計のように、数ドット以下に押
さえることが可能なため、実用上大きな問題とはならな
い。また、このスポット配列を傾けて、図２（ｄ）のス
ポットＢ１、Ｂ２、…のように走査時に実質的にスポッ
ト間の間隙をなくすることも可能である。つまり、感光
ドラム１上で近接したスポット配置を容易に簡単な光学
系で実現できる。

【００３２】光学系の倍率と、感光ドラム１上で必要な
解像度から、感光ドラム１上で複数のスポットの間隔を
どの程度にするかは、上記のように適宜設計することが
でき、装置の大きさや必要仕様により最適設計を行うこ
とが可能である。また、図２では各導波路９間の距離は
等しく表現され、等ピッチで配置されているが、特にこ
のように限る必要性はない。入射端側１２での導波路９
の間隔は任意であり光学系の特性に影響を与えない。つ
まり、本実施例の場合、各パッケージの大きさや周囲の
構造により、入射端側１２での導波路９の間隔は任意に
位置することが可能なのであって、設計の自由度が大き
いという利点を有している。

【００３３】尚、上記設計要件は本実施例１に限らず、
本発明のすべての実施例に対して適用できるものであ
る。

【００３４】レーザー素子１０、レンズ１１は、導波路
９の入射端９ａへの結合効率が最大になるように位置決
めを行い、基板８と固定する。これは個々のレーザー素
子１０、レンズ１１、導波路９について、レーザー素子
１０を発光させながら基板８の出射端側１３からの出力
を検出し、該導波路９の出射端９ｂからの出力が最大と
なるよう調節することにより可能である。一旦出力が最
大となるような位置が決まれば、その状態で３者を接着
して固定すれば、極めて安定に長期的な信頼性が確保で
きる。それぞれの素子についてそのような調整、固定を
行うことにより、このデバイスが作製できる。

【００３５】例えば、図１のようにレーザー素子１０を
４個用いれば、一度に４個のスポットが感光ドラム１上
に記録できるので、印字速度は４倍となり、顕著な効果
が得られる。すなわち、接着の工程がこのデバイスの作
製に必要であるが、その接着工程を高々数回繰り返すだ
けで済み、かつその回数倍だけの高速度化が得られるこ
とから、極めて費用対効果が大きい。

【００３６】このようにして作製した光源デバイス１８
は、図３のように一体化して従来の走査光学系の光源部
分に置き換えて配置することができる。すなわち出射端
側１３からの複数ビームは一括してコンデンサレンズ１
４で平行光とされ、ポリゴンミラー１５で偏向され、対
物レンズ１６で感光ドラム１７上に結像される。コンデ
ンサレンズ１４、結像レンズ１６は従来のレンズをその
まま転用することが可能である。すなわち、複数の光源
を結像する必要はあるが、その間隔は極めて近接してい
るため、光学系の有効視野内に収まり、収差の大きいレ
ンズ周辺部を使用することがないからである。

【００３７】次に、本発明の電子写真装置の光源の第２
の実施例での構成を図４を用いて説明する。

【００３８】前記第１の実施例の図１では、１個のレー
ザー素子１０に付きそれぞれ１個のレンズ１１を用いて
基板８の各導波路９の入射端９ａに個別に結合させてい
た。ここでは図４に示すように、１個のパッケージ１９
内に複数個のレーザー素子２０を実装し、これを１個の
レンズ２１を用いて基板８の各導波路９の入射端９ａに
一度に結合させることができる。

【００３９】この場合、入射端側１２での導波路９のピ
ッチは任意に作製することができるため、複数個の半導
体レーザー素子２０の発光点の間隔も任意に設定するこ
とができる。すなわち、発光点の間隔をあまり詰めすぎ
ると、発光点同士が動作中に熱的に干渉して特性が変化
する場合がある。そのため、本実施例ではこの間隔を任
意に設定できることから、熱的な干渉のない距離に配置
することができる。このように熱的な干渉のない範囲で
間隔を広くとり、かつ１個の基板上に複数個のレーザー
素子２０を構成すると、素子全体が小型となり、部品点
数や、組立工数も少なくなり低コストで作製することが
可能となる。

【００４０】また、レーザー素子２０を１枚の基板の中
に複数個作り込む構造ではなく、レーザー素子２０を切
り放したチップを別途作製し、これらを１個のパッケー
ジ１９の中に、複数個実装する構造をとっても良い。こ
の場合はレーザーチップをボンディングし、信号線をワ
イヤボンダー等で配線することが必要となるが、チップ
同士が離れているため、熱的な干渉を防ぐことがより容
易である。このチップの作製については、従来より大量
生産されているチップをそのまま用いれば良いので、低
いコストのチップを利用できるという利点がある。

【００４１】いずれにせよ、本実施例においては、レン
ズ２１は１個で済み、かつ入射端側１２での導波路９の
ピッチは第１の実施例に比べ小さくできる。そのため、
結果的には導波路基板８を小さくすることができること
から、基板作製コスト低減と小型化が同時に達成でき
る。

【００４２】また、この場合、導波路９の入射端９ａへ
の光５の結合はレーザーパッケージ１９、レンズ２１お
よび導波路基板８との位置関係を調節することで、最適
化することができる。すなわち、このデバイスの場合、
レーザーチップ２０の発光点の像点が正確に導波路９の
入射端９ａに入射する必要はあるが、レーザーチップ２
０の配置ピッチは固定であるため、場合によってはレン
ズ２１による像のピッチが入射端側１２のピッチにあわ
ない場合がある。この場合は、レーザーパッケージ１９
とレンズ２１、導波路基板８の距離を変え、この部分の
光学系の倍率を変えることで、入射端側１２での発光点
像のピッチと導波路９のピッチをあわせることができ
る。すなわち発光点像のピッチが導波路９のピッチより
小の場合は、レーザーパッケージ１９をレンズ２１によ
り近づけるとともに、導波路基板８−レンズ２１間の距
離を遠ざける。一方、発光点像のピッチが導波路９のピ
ッチより大の場合は、レーザーパッケージ１９をレンズ
２１から遠ざけるとともに、導波路基板８−レンズ２１
間の距離を近づける。このような操作により、入射端側
１２での発光点の像のピッチと導波路９のピッチをあわ
せ込むことが可能である。

【００４３】本発明による導波路９は具体的には図５に
示すプロセスで作製できる。

【００４４】（ａ）では基板８上にまずコア材となる薄
膜層２６を形成する。基板８は一例として、石英、ソー
ダガラス、無アルカリガラス等を用いることができる。
コア材としては基板８より屈折率の高い材料が必要で、
窒化アルミニウム、窒化チタン、などの材料が使用可能
である。作製方法としては、通常はスパッタ、ＣＶＤ等
の方法を用いることができる。

【００４５】次に（ｂ）ではフォトレジスト２７を塗布
し、（ｃ）ではこれに紫外線２８でフォトリソグラフィ
ーの技術で潜像２９を記録し、（ｄ）では現像を行って
マスクパターン３０を作製する。ここでフォトレジスト
２７は図５ではポジ型のものを用いたが、これにこだわ
ることなくネガ型を用いても良い。

【００４６】次に（ｅ）ではドライエッチング、もしく
はウエットエッチング３３によりマスクパターン３０以
外のコア層を除去し、その後（ｆ）ではレジスト層を除
去し、コアパターン３１を得る。

【００４７】次に（ｇ）ではこの上にクラッド層３２を
形成する。クラッド層３２としては、コア材３１よりも
屈折率が低いものが必要であり、基板８の材料と同じも
のでも良い。作製方法としては、通常はスパッタ、ＣＶ
Ｄ等の薄膜作製の方法を用いることができる。また、作
製コストを低減するためには、光硬化性の樹脂を塗布
し、紫外線もしくは可視光線を照射して硬化させて得る
こともできる。この場合は塗布のみによりクラッド層３
２が形成できるので、装置コストが安く、低コストで生
産できるという利点がある。この場合も、もちろんクラ
ッド層３２の屈折率はコア３１よりも低く設定すること
が必要である。

【００４８】このようにして基板８を作製した後、導波
路９の入射端９ａおよび出射端９ｂの両端面が現れるよ
うに切断し、必要ならば、入射端側１２と出射端側１３
の端面を研磨する。

【００４９】また導波路９の平面的な形状としては、図
６に示すように入射端９ａの幅Ｗ１１と出射端９ｂの幅
Ｗ１２を同じ（Ｗ１１＝Ｗ１２）にしておくことが一つ
の選択として考えられる。この場合は形状が単純なた
め、マスクの設計が容易で作り易い。

【００５０】一方、これとは異なり、図７のように導波
路９の入射端９ａの幅Ｗ２１を出射端９ｂの幅Ｗ２２よ
り広くする（Ｗ２１＞Ｗ２２）ことが考えられる。入射
端側１２にはレーザー素子からの光５を結合させるわけ
であるが、この部分で幅Ｗ２１を広くしておいた場合、
光スポットに必要な位置精度が緩和でき、組立時に高精
度な精度が必要なくなるという利点が得られる。例え
ば、入射端９ａでの幅を出射端９ｂでの幅の倍にしてお
くと、横方向（導波路基板８の入射端側１２の端面に平
行な方向４０）への位置精度は半分で済むことになる。
ただし、この場合基板８の出射端側１３での導波路９の
ピッチは狭小でなくてはならない。つまり導波路９の幅
は出射端側１３では広くすることはできないため、出射
端側１３に近づくにしたがって狭くする必要がある。し
かし急激に幅を狭くすると、その狭くした部分から光の
損失が生じるため、図７に示すようにできるだけ徐々に
幅を狭くしていく必要がある。

【００５１】尚、このような形状の導波路基板８および
導波路９は前記実施例１の図１に示す形態や、本実施例
２の図４に示す形態のどちらにも適用できるものであ
り、さらには本発明の主旨を変えない限りいずれの場合
においても適用できるものである。これによって同じよ
うに位置合わせを緩和する効果が得られる。

【００５２】次に、本発明の電子写真装置の光源の第３
の実施例での構成を図８を用いて説明する。

【００５３】前記第１および第２の実施例では、導波路
基板８の入射端側１２への光５の結合はすべてレンズを
介して行ったが、その構成にとらわれる必要はなく、例
えば図８に示すような別の構成でも良い。

【００５４】図８に示すように、レーザーチップ４１を
個別に作成し、これらを１枚の基板４２上に複数個実装
する構造をとり、該基板４２を導波路基板８の入射端側
１２に直接接着固定し、レーザーチップ４１からの出射
光を直接導波路９の入射端９ａに結合させる。ここで、
レーザーチップ４１は最終的には基板４２上にボンディ
ングされ、レーザーチップ４１からの信号線はワイヤボ
ンディング等で基板４２に配線される。また、これらの
レーザーチップ４１が実装された基板４２を導波路基板
８に当接し、各レーザーチップ４１からの出射光を導波
路９の入射端９ａに結合させる場合、導波路９への結合
効率が最大となるように位置決めを行ない基板４２と導
波路基板８を固定する。これは個々のレーザーチップ４
１を発光させながら導波路基板８の出射端側１３での出
力を検出し、導波路９の出射端９ｂからの出力が最大と
なるように調整することにより可能である。その結果、
一旦出力が最大となるような位置が決まれば個々のレー
ザーチップ４１を基板４２上に固定し、最終的に該基板
４２と導波路基板８を直接接着固定する。このようにレ
ーザーチップ４１からの出射光を直接導波路９の入射端
９ａに結合させる場合、導波路９のＮＡより大きな開き
角で出射される光は導波路９に結合しないため、導波路
９のＮＡより小さな開き角のレーザーチップ４１を用い
るか、コア層３１の屈折率とクラッド層３２の屈折率の
差を大きくし、導波路９のＮＡを大きくして結合効率を
上げるのが望ましい。

【００５５】本構造の場合、レーザーチップ４１を基板
４２上にボンディングし、レーザーチップ４１からの信
号線はワイヤボンディング等で基板４２に配線する必要
性は生じるが、レーザーチップ４１を適当な間隔で配置
することができるため、レーザーチップ同士の熱的な干
渉を防ぐことができ、これに対応するピッチに導波路９
（コア３１）を配置することが可能である。いずれにせ
よ、このような構造にすることで、結合のためのレンズ
が不要となり、形状の小型化が図れる。また、本構造の
場合においても図７に示すように、導波路９の入射端９
ａの幅を広くして位置合わせの要求精度を緩和すること
が可能である。

【００５６】以上のことから、電子写真装置の光源とし
て、一端に光を入射させるための入射端９ａと他の一端
に光を出射させるための出射端９ｂを有する複数の導波
路９を形成した導波路基板８と、複数のレーザー素子４
（または複数個のレーザー素子が実装されているパッケ
ージ形態１９のもの等）と、該レーザー素子のレーザー
光５を前記導波路９の入射端９ａに結合させる手段１１
とを備え、前記導波路基板８は入射端側１２での導波路
９の間隔が出射端側１３での導波路９の間隔よりも大き
くされてなるものを使用した場合、各導波路９にはレー
ザー素子４が個別に結合しているため、レーザー光５を
個別に変調することができることから、結果的に独立に
変調できる光源を極めて近接して配置したのと同じもの
を提供することができる。そのため、本発明の光源と、
該光源からの出射光を偏向する手段と、偏向された光を
結像させる結像レンズを備えた電子写真装置の方式を電
子写真方式の複写機、プリンター等に用いると、複数の
スポットで同時に記録が行えるため、特に、光学系を特
に複雑にすることなく、従来の光学系に組み込むだけで
記録速度を２から数倍以上に高速化することが可能であ
り、高速な印字が可能となる。また、印字速度を従来な
みに押さえるならば、高価な空気軸受けや流体軸受けを
用いる必要がなく、同等の印字速度を得ることが可能と
なるため、性能は同等でありながら、より安価な装置を
構成することができる。

【００５７】尚、ここで挙げた電子写真装置の光源およ
びその光源を用いた電子写真装置の実施例に関しては、
本発明の主旨を変えない限り前記記載内容に限定される
ものではない。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明の電子写真装置の光
源およびその光源を用いた電子写真装置では、各請求項
において以下の効果が得られる。

【００５９】本発明の請求項１においては、通常の光学
系によれば光学倍率や、物点と像点の距離などを独立に
決めることはできないが、導波路により結合すること
で、像点を（幾何学的な配置が許す限り）どのような位
置にも配置でき、装置の設計の自由度が増え、結果的
に、従来できなかった小型化や低コスト化の可能性を提
供できる。

【００６０】さらに、一端である入射端側での導波路の
ピッチが大きくなっているので、パッケージを配置する
だけの空間を十分確保することができ、通常のパッケー
ジに実装された素子を用いることができる。同じく、レ
ンズについても、通常の光学素子を用いることができる
低コストの部品を用いることが可能という利点がある。
また、出射端側での間隔を狭めたため、ドラム上でのス
ポット間隔は、数ドット以下に押さえることが可能であ
り、スポット間隔が離れることによる信号処理上の対策
が必要なくなる。また、このスポット配列を傾けて、図
２（ｄ）のように走査時に実質的にスポット間の間隙を
なくすることも、より容易となる。

【００６１】本発明の請求項２においては、光スポット
に必要な位置精度が緩和でき、組立時に高精度な精度が
必要なくなるという利点がある。

【００６２】本発明の請求項３においては、半導体レー
ザーの発光点の間隔も任意に設定でき、熱的な干渉のな
い距離に配置することができる。また、レンズは１個で
済み、かつ入射端側での導波路のピッチは半導体レーザ
ーごとに入射端に結像させるレンズを用いる構造の場合
に比べかなり小さくできる。そのため、結果的に導波路
基板を小さくできる。したがって、基板作製コスト低減
と小型化が同時に達成できる。

【００６３】本発明の請求項４においては、請求項１の
効果に加えて、半導体レーザーの発光点の間隔も任意に
設定でき、熱的な干渉のない距離に配置することができ
るとともに、結合のためのレンズが不要となり、形状の
小型化、構造の簡素化が図れる。

【００６４】本発明の請求項５においては、本発明の光
源を電子写真方式の複写機、プリンター等に用いると、
複数のスポットで同時に記録が行えるため、特に、光学
系を複雑にすることなく、従来の光学系に組み込むだけ
で記録速度を２から数倍以上に高速化することが可能で
あり、高速な印字が可能となる。また、印字速度を従来
並に押さえるならば、高価な空気軸受けや流体軸受けを
用いる必要がなく、同等の印字速度を得ることが可能と
なる。そのため、性能は同等でありながら、より安価な
装置構成を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子写真装置用の光源の構成を示
した第１の実施例の説明図である。

【図２】本発明による電子写真装置用の光源デバイスの
導波路配置とそれによる感光ドラム上のスポット配置を
示した説明図である。

【図３】本発明による電子写真装置用の光源を電子写真
の露光装置に組み込んだ構成の一例を示した図である。

【図４】本発明による電子写真装置用の光源の構成を示
した第２の実施例の説明図である。

【図５】本発明による導波路基板を作製するプロセスを
示した図である。

【図６】本発明による導波路の形状例を示した図であ
る。

【図７】本発明による導波路の別の形状例を示した図で
ある。

【図８】本発明による電子写真装置用の光源の構成を示
した第３の実施例の説明図である。

【図９】従来の電子写真装置用の光源を電子写真の露光
装置に組み込んだ構成の一例を示した図である。

【符号の説明】

１、１７ 感光ドラム ２、１５ ポリゴンミラー ３、１６ 結像レンズ ４ レーザー光源 ６ 走査幅 ７、１４ コンデンサレンズ ８ 導波路基板 ９ 導波路 ９ａ 入射端 ９ｂ 出射端 １０、２０ レーザー素子 １１ レンズ １８ 光源デバイス １９ パッケージ ４１ レーザーチップ ４２ 基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端に光を入射させるための入射端と他
   の一端に光を出射させるための出射端を有する複数の導
   波路を形成した導波路基板と、複数のレーザー素子と、
   該レーザー素子のレーザー光を前記導波路の入射端に結
   合させる手段とを備え、 前記導波路基板は入射端側での導波路の間隔が出射端側
   での導波路の間隔よりも大きくされてなることを特徴と
   する電子写真装置の光源。
2. 【請求項２】 導波路は、入射端での導波路の幅が、出
   射端での導波路の幅より広くなることを特徴とする請求
   項１記載の電子写真装置の光源。
3. 【請求項３】 複数のレーザー素子が１個のパッケージ
   内に格納され、前記複数のレーザー素子のレーザー光を
   導波路の入射端に結合させる手段が１個のレンズである
   ことを特徴とする請求項１記載の電子写真装置の光源。
4. 【請求項４】 一端に光を入射させるための入射端と他
   の一端に光を出射させるための出射端を有する導波路
   で、入射端側での導波路の間隔が出射端側での導波路の
   間隔よりも大きくされてなる複数の導波路を形成した導
   波路基板と、複数のレーザー素子とを備え、 前記レーザー素子は前記導波路基板の入射端側に近接配
   置され、前記レーザー素子からの出射光を直接前記導波
   路の入射端に結合させることを特徴とする電子写真装置
   の光源。
5. 【請求項５】 光源と、該光源からの出射光を偏向する
   手段と、偏向された光を結像させる結像レンズを備えた
   電子写真装置であって、 前記光源は、一端に光を入射させるための入射端と他の
   一端に光を出射させるための出射端を有する複数の導波
   路を形成した導波路基板と、複数のレーザー素子と、該
   レーザー素子のレーザー光を前記導波路の入射端に結合
   させる手段とを備え、 前記導波路基板は入射端側での導波路の間隔が出射端側
   での導波路の間隔よりも大きくされてなることを特徴と
   する電子写真装置。