KR101014741B1 - 면 발광 레이저 어레이, 광학 주사 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

면 발광 레이저 어레이, 광학 주사 장치 및 화상 형성 장치 Download PDF

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게이 하라
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Abstract

면 발광 레이저 어레이는 2차원 어레이의 형태로 배열된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하고, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선이 제1 방향에서 대략 동일한 간격으로 형성되고, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 기준값으로 설정된 간격으로 제1 방향으로 정렬되고, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작다.
Figure R1020077030635
면 발광 레이저 어레이, 면 발광 레이저 다이오드 소자, 주 주사 방향, 부 주사 방향, 간격, 광학 주사 장치, 화상 형성 장치

Description

면 발광 레이저 어레이, 광학 주사 장치 및 화상 형성 장치{SURFACE-EMISSION LASER ARRAY, OPTICAL SCANNING APPARATUS AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 일반적으로 면 발광 레이저 어레이, 광학 주사 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이고, 더 구체적으로는 복수의 면 발광 레이저 소자를 포함하는 면 발광 레이저 어레이, 이러한 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 광학 주사 장치 및 이러한 광학 주사 장치를 사용하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
전자 사진 분야에서, 레이저 빔을 사용하는 화상 형성 방법이 고선명 화상 품질의 화상 기록을 성취하는 것이 가능한 화상 형성 방법으로서 널리 사용된다. 전자 사진에서, 다각형 미러를 사용하여 레이저 빔을 감광 드럼 상에 그 축방향으로 주사[레이저 빔의 주 주사(main scanning)]하는 동시에 감광 드럼을 그 회전 방향에 대해 회전시킴으로써[레이저 빔의 부 주사(sub-scanning)] 잠상이 형성된다.
이러한 전자 사진의 기술 분야에서, 더 높은 해상도 및 더 높은 출력 속도가 계속 요구되고 있다. 화상의 해상도가 두 배만큼 증가되어 있는 경우에, 통상의 해상도의 화상 형성 프로세스에 대해 요구되는 기간에 비해 두 배 정도 큰 기간이 주 주사 프로세스 및 부 주사 프로세스의 각각에 필요하게 되고, 따라서 통상의 화상 형성 프로세스의 경우에의 기간에 비해 4배 정도 큰 기간이 이러한 고해상도 화 상 형성 프로세스에 필요하게 된다. 따라서, 고해상도 화상 형성 프로세스를 실현하기 위해, 화상의 고속 출력을 동시에 성취할 필요가 있다.
이러한 고속 화상 형성을 성취하기 위해, 높은 레이저 빔 출력, 다중 레이저 빔 구성, 고감도 감광체 등을 사용하는 것이 고려될 수 있다. 따라서, 고속 화상 형성 장치의 분야에서는 다중 레이저 빔을 생성하는 기록 광원을 사용하는 것이 일반적으로 실시되고 있다. 이 접근법에 의해, 잠상이 형성되어 있는 영역은 n개의 레이저 빔이 동시에 사용될 때 단일 레이저 빔을 사용하는 통상의 경우에 비해 n배 정도 크게 된다. 이와 관련하여, 잠상 형성을 위해 요구되는 시간을 1/n으로 감소시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 단일 칩 상에 복수의 광원을 포함하는 다중-빔 레이저 다이오드가 제안되어 있다(특허 문헌 1 및 2). 그러나, 이들 통상의 구성은 1차원 어레이를 형성하도록 배치된 단면 발광(edge-emission) 레이저 다이오드를 사용하고, 이 때문에 큰 전력 소비의 결점이 있으며, 이는 따라서 냉각 시스템의 사용을 필요로 한다. 비용의 실용적인 관점으로부터, 4개의 빔 또는 8개의 빔의 시스템이 이러한 접근법의 한계로서 고려된다. 또한, 레이저 빔의 수가 증가될 때, 광학계를 구성하는 광학 소자의 광축으로부터의 빔의 큰 편향(deviation)이 발생하여, 광학 특성의 열화를 초래하는 경향이 있다.
한편, 면 발광 레이어 다이오드는 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 반도체 레이저 디바이스이고, 2차원 어레이를 형성하기 위한 용이한 집적화의 유리한 특징을 갖는다. 또한, 단면 발광형의 레이저 다이오드와 비교할 때, 면 발광 레이 저 다이오드는 단면 발광 레이저 다이오드에 비해 10배 정도 적은 전력 소비의 유리한 특징을 갖는다. 따라서, 면 발광 레이저 다이오드의 사용은 2차원 어레이를 형성하기 위해 다수의 광원을 집적화할 때 유리한 것으로 고려된다.
예를 들면, 8개의 행과 4개의 열로 배열된 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 구비하고 레이저 빔의 주사를 실행하기 위한 다각형 미러를 사용하는 기록 광학계를 위해 설계된 면 발광 레이저 어레이가 공지되어 있다(비특허 문헌 1).
이 면 발광 레이저 어레이에서, 8개의 면 발광 레이저 다이오드 어레이는 부 주사 방향으로 정렬되고, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 어레이는 주 주사 방향으로 정렬된다. 따라서, 부 주사 방향(드럼 회전 방향)으로 정렬된 8개의 면 발광 레이저 다이오드의 각각의 인접 쌍 사이의 간격을 "d"라 하고, 주 주사 방향(드럼의 종방향)으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드의 각각의 인접 쌍 사이의 간격을 "x"라 하면, 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는, 주 주사 방향으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 4개의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장하는 라인에 대해 수직으로 그려진 4개의 직선 사이의 간격이 서로 동일하고 d/4의 값을 취하고 d가 x보다 작도록(d<x) 배치된다.
이에 의해, 2400 dpi(dot/inch)의 밀도를 갖는 고밀도 기록이 실현된다. 또한, 특허 문헌 3에 설명된 LED(발광 다이오드) 프린터의 경우에서와 같이 다각형 미러에 의한 주 주사가 사용되지 않고 광원이 1 대 1 대응 관계로 배치되는 경우에, 주 주사 방향 및 부 주사 방향이 상호 교환된다.
또한, 6개의 행 및 6개의 열로 배열된 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 를 구비하고 레이저 빔의 주사를 실행하기 위한 다각형 미러를 사용하는 기록 광학계를 위해 설계된 면 발광 레이저 어레이가 공지되어 있다(특허 문헌 4 및 5).
이 면 발광 레이저 어레이에서, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 부 주사 방향으로 정렬되고, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 주 주사 방향으로 정렬된다. 따라서, 부 주사 방향(드럼 회전 방향)으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드의 각각의 인접 쌍 사이의 간격을 "d"라 하고, 주 주사 방향(드럼의 종방향)으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드의 각각의 인접 쌍 사이의 간격을 "x"라 하면, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 6개의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장하는 라인에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선 사이의 간격이 서로 동일하고 d/6의 값을 취하도록 배치된다.
따라서, 단일 시준 렌즈를 사용하여 이와 같이 배치된 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로부터 방출된 36개의 레이저 빔을 집광하는 경우에, 모든 레이저 빔이 렌즈의 수차를 회피하기 위해 시준 렌즈의 광축의 부근에서 집중되는 것이 바람직하다. 따라서, 2차원 어레이의 형태의 면 발광 레이저 어레이를 구성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자는 가능한 한 높은 집적도로 배치되는 것이 바람직하다. 상기 요구의 견지에서, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 밀도를 증가시키는 것이 제안되어 있다(특허 문헌 6). 특허 문헌 6에서, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 서로 일정한 간격으로 배치된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평11-340570호
[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 평11-354888호
[특허 문헌 3] 미국 특허 제5,848,087호
[특허 문헌 4] 일본 특허 출원 공개 제2005-274755호
[특허 문헌 5] 일본 특허 출원 공개 제2005-234510호
[특허 문헌 6] 일본 특허 출원 공개 제2001-272615호
[비특허 문헌 1] IEICE Electronics Society Meeting, 2004년, CS-3-4
다각형 미러를 사용함으로써 광학 빔의 주사를 실시하는 기록 광학 시스템을 사용하여 고밀도 기록을 수행할 때, 부 주사 방향에서의 기록 밀도는 광학계의 배율과, 면 발광 레이저 소자의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 라인에 대해 수직으로 그려진 직선의 간격으로 정의되는 부 주사 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격에 의해 결정된다는 것을 주목해야 한다.
그러나, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 크기에 의해 부여되는 제약에 기인하여, 그리고 면 발광 레이저 다이오드 소자를 서로 전기적으로 그리고 공간적으로 분리하고 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 상호 접속 패턴을 제공하기 위한 공간의 확보의 요구에 의해 부여되는 제약에 기인하여, 부 주사 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격을 감소시키기 위한 제한이 제공되어 왔다.
또한, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 고집적 밀도로 집적화될 때 그로부터 발생되는 열에 기인하여 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자가 서로 열적 간섭을 발생시키는 문제점이 발생하고, 이와 관련하여 출력의 감소 또는 신뢰성의 열화와 같은 다양한 문제점이 발생한다.
복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 이러한 면 발광 레이저 어레이에서 2차원 어레이의 형태로 배치되기 때문에, 어레이의 중앙부에서의 레이저 다이오드 소자가 어레이에서 다른 레이저 다이오드 소자에 의해 상당히 영향을 받는 경향이 있고, 따라서 어레이의 중앙부에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 온도 상승에 의해 발생되는 출력의 상당한 저하를 나타내는 경향이 있다. 따라서, 레이저 다이오드 소자가 개별적으로 작동할 때 균일한 레이저 출력이 얻어져야 하는 조건 하에서 어레이 내의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 작동할 때에도, 레이저 출력이 면 발광 레이저 어레이 내부에서 불균일해지는 경우가 있다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수명은 더 높은 온도에서 작동될 때 더 짧아지는 사실에 비추어, 그 중앙부에 배치된 레이저 다이오드 소자의 수명에 의해 결정되는 면 발광 레이저 어레이의 수명이 불가피하게 단축된다.
본 발명은 상기 문제점의 견지에서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 제1 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격을 감소시키는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 제공하는 것이고, 제1 방향에서의 간격은 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 다른 직선에 대해 수직으로 그려진 직선의 간격으로 정의된다.
본 발명의 다른 목적은 제1 방향에서 사용된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격을 감소시키는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 광학 주사 장치를 제공하는 것이고, 제1 방향에서의 간격은 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 다른 직선에 대해 수직으로 그려진 직선의 간격으로 정의된다.
본 발명의 다른 목적은 제1 방향에서 사용된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격을 감소시키는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이고, 제1 방향에서의 간격은 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 다른 직선에 대해 수직으로 그려진 직선의 간격으로 정의된다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동시에 작동될 때에도 면 발광 레이저 어레이를 구성하는 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 걸쳐 균일한 출력을 얻는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연장된 수명을 갖는 면 발광 레이저 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동시에 작동될 때에도 면 발광 레이저 어레이를 구성하는 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 걸쳐 균일한 출력을 얻는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 갖는 광학 주사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연장된 수명의 면 발광 레이저 어레이를 갖는 광학 주사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동시에 작동될 때에도 면 발광 레이저 어레이를 구성하는 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 걸쳐 균일한 출력을 얻는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 갖는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연장된 수명의 면 발광 레이저 어레이를 갖는 광학 주사 장치를 제공하는 것이다.
일 양태에서, 본 발명은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 2차원 어레이의 형태로 배열되어 있는 면 발광 레이저 어레이를 제공한다. 여기서, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선이 제1 방향에서 대략 동일한 간격으로 형성된다. 또한, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 기준값으로 설정된 간격으로 제1 방향으로 정렬된다. 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작다.
다른 양태에서, 본 발명은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 2차원 어레이의 형태로 배열되어 있는 면 발광 레이저 어레이를 제공한다. 여기서, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선이 제1 방향에서 대략 동일한 간격으로 형성된다. 또한, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제1 방향에서 제1 간격으로 배치되고, 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제2 방향에서 제2 간격으로 배치되고, 제1 간격은 제2 간격보다 작다. 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수와 동일하거나 작다.
바람직하게는, 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제1 방향에서 변경되고, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제2 방향에서 변경된다.
다른 양태에서, 본 발명은 m×n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 면 발광 레이저 어레이를 제공한다. m×n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 중 m개(m은 2 이상의 정수)는 제1 방향으로 정렬되고, m×n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 중 n개(n은 2 이상의 정수)는 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된다. n개의 면 발광 레이저 다이오드의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 라인에 대해 수직으로 그려진 n개의 직선은 제1 방향에서 대략 동일한 간격으로 형성된다. 또한, d<x 및 m≤n의 관계가 성립되고, d는 제1 방향으로 정렬된 m개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격을 나타내고, x는 제2 방향으로 정렬된 n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격을 나타낸다.
다른 양태에서, 본 발명은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 2차원 어레이의 형태로 배열되어 있는 면 발광 레이저 어레이를 제공한다. 여기서, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선이 제1 방향에서 대략 동일한 간격으로 형성된다. 또한, 일 측면에서의 하나의 면 발광 레이저 다이오드 소자와 다른 측면에서의 다른 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 적어도 하나의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 접속된 적어도 하나의 상호 접속 패턴이 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된다.
바람직하게는, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는, m개(m은 2 이상의 정수)의 면 발광 다이오드 소자가 제1 방향으로 정렬되고 n개(n은 2 이상의 정수)의 면 발광 다이오드 소자가 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬되는 m×n개의 면 발광 다이오드 소자를 포함한다. 또한, d<x 및 m≤n의 관계가 성립되고, d는 제1 방향으로 정렬된 m개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격을 나타내고, x는 제2 방향으로 정렬된 n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격을 나타낸다.
바람직하게는, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제1 방향으로 지그재그로 배치된다.
바람직하게는, 면 발광 레이저 어레이는 광학 주사 장치를 형성하고, 제1 방향은 부 주사 방향이고, 제2 방향은 광학 주사 장치의 주 주사 방향이다.
다른 양태에서, 본 발명은 전술된 바와 같은 면 발광 레이저 어레이와, 면 발광 레이저 어레이로부터 방출된 복수의 레이저 빔을 편향시키는 편향부와, 편향부에 의해 편향된 광학 빔을 주사면으로 지향시키는 광학 소자를 포함하는 광학 주사 장치를 제공한다.
바람직하게는, ｜βm｜>｜βs｜의 관계가 성립하고, βm은 주 주사 방향에서 면 발광 레이저 어레이와 주사면 사이의 측방향 배율이고, βs는 부 주사 방향에서의 측방향 배율이다.
또한, 본 발명은 기록 광원으로서 전술된 바와 같은 면 발광 레이저 어레이를 갖는 화상 형성 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 전술된 바와 같은 광학 주사 장치를 갖는 화상 형성 장치를 제공한다.
면 발광 레이저 어레이에 따르면, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 제1 방향 및 제2 방향으로 2차원으로 배치되고, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 기준값으로 설정된 간격으로 배치되고, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작게 설정된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제1 방향으로 연장되는 라인에 대해 면 발광 레이저 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 수직으로 그려진 직선의 간격으로서 정의되는 제1 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 면 발광 레이저 어레이에 따르면, 복수의 면 발광 레이저 소자는 제1 방향 및 제2 방향에서 2차원으로 배치되고, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격보다 작게 설정되고, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수와 동일하거나 또는 작게 설정된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제1 방향으로 연장되는 라인에 대해 면 발광 레이저 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 수직으로 그려진 직선의 간격으로서 정의되는 제1 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명의 면 발광 레이저 어레이에서, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제1 방향 및 제2 방향에서 2차원으로 배치되고, 일 측면에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자와 다른 측면에 배치된 다른 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 적어도 하나의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 접속된 적어도 하나의 접속 패턴은 제2 방향으로 정렬된 한 쌍의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된다. 따라서, 본 발명에서, 상호 접속 패턴이 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공되지 않고, 단지 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에만 제공된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 제1 방향으로 연장되는 라인에 대해 면 발광 레이저 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 수직으로 그려진 직선의 간격으로서 정의되는 제1 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 감소될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 그려진 복수의 직선이 대략 동일한 간격으로 형성되도록 2차원으로 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 면 발광 레이저 어레이가 제공되고, 제1 및 제2 방향 중 임의의 하나에 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 면 발광 레이저 어레이의 주연부와 비교할 때 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 크게 설정되는 간격으로 배치된다.
본 명세서에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 중심 사이의 거리로서 정의된다.
바람직하게는, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 면 발광 레이저 어레이의 주연부에서보다 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 크게 설정된다.
바람직하게는, 제1 방향에서의 복수의 면 발광 레이저 소자 사이의 간격은 제1 방향에서의 어레이의 위치에 따라 상이하다.
바람직하게는, 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 면 발광 레이저 어레이의 주연부에서보다 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 크게 설정된다.
바람직하게는, 제2 방향에서의 복수의 면 발광 레이저 소자 사이의 간격은 어레이에서의 위치에서 상이하다.
바람직하게는, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 주연부에서보다 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 큰 간격으로 형성되고, 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 주연부에서보다 면 발광 레이저의 중앙부에서 더 큰 간격으로 형성된다.
바람직하게는, 제1 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제1 방향에서의 어레이의 위치에 따라 간격을 변경하고, 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제2 방향에서의 어레이의 위치에 따라 간격을 변경한다.
바람직하게는, 제1 방향에서의 제1 위치에서 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각은 제1 방향에서의 제1 위치에 인접한 제2 위치에서 제2 방향으로 서로 인접하여 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 중 두 개 사이에 배치된다.
바람직하게는, 면 발광 레이저 어레이는 광학 주사 장치를 형성하고, 제1 방향은 광학 주사 장치의 부 주사 방향이고, 제2 방향은 광학 주사 장치의 주 주사 방향이다.
다른 양태에서, 본 발명은 2차원으로 배열된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 면 발광 레이저 어레이를 제공하고, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 어레이가 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향에서 복수로 배치되도록 제1 방향에서 행에 정렬된 적어도 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 포함하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 복수의 어레이가 제공되고, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 제1 방향에서 동일한 간격으로 배치되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 복수의 어레이는 두 개의 인접한 어레이 사이의 간격이 제2 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 복수의 어레이의 주연부에서보다 중앙부에서 더 크도록 배치되고, 어레이의 수는 하나의 어레이에 포함된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 크다.
다른 양태에서, 본 발명은 2차원으로 배열된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 면 발광 레이저 어레이를 제공하고, 면 발광 레이저 다이오드 소자는 면 발광 레이저 어레이의 주연부와 비교할 때 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 낮은 밀도로 배치되어 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 광학 빔에 의해 표면을 주사하는 광학 주사 장치를 제공하고, 광학 주사 장치는 전술된 바와 같은 본 발명의 면 발광 레이저 어레이를 내부에 포함하는 광원 유닛과, 광원 유닛으로부터 광학 빔을 편향시키는 편향기와, 편향기에 의해 편향된 광학 빔을 표면에 집속시키는 주사 광학계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 적어도 하나의 화상 담지체와, 적어도 하나의 화상 담지체 상부에 화상 정보를 갖는 복수의 광학 빔을 주사하는 본 발명의 광학 주사 장치를 포함하는 화상 형성 장치를 제공한다.
다른 양태에서, 본 발명은 기록 광학원으로서 본 발명의 면 발광 레이저 어레이를 갖는 화상 형성 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 면 발광 레이저 어레이의 중앙부를 점유하는 면 발광 레이저 다이오드 소자는 면 발광 레이저 어레이의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자와 비교할 때 더 큰 간격으로 배치된다. 그 결과, 중앙부에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 면 발광 레이저 어레이의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 의해 발생된 열의 영향은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동시에 구동될 때에도 감소되고, 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 온도 상승은, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 주 주사 방향 및 부 주사 방향으로 균일한 간격으로 배치되는 경우와 비교할 때 억제된다.
그 결과, 본 발명에 따르면, 면 발광 레이저 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 출력 특성을 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 면 발광 레이저 어레이에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 온도의 저하에 기인하여 면 발광 레이저 어레이의 수명을 증가시키는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 2는 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 개략 단면도.
도 3은 그 활성층 부근에서의 도 2의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 부분을 도시하고 있는 단면도.
도 4a 내지 도 4h는 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저의 제조 방법을 도시하고 있는 도면.
도 5는 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 다른 개략 단면도.
도 6은 그 활성층 부근에서의 도 7의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 부분을 도시하고 있는 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 19는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 상호 접속 패턴의 레 이아웃을 상세히 설명하고 있는 도면.
도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 상호 접속 패턴의 레이아웃을 상세히 설명하고 있는 도면.
도 21a 내지 도 21b는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 상호 접속 패턴의 레이아웃을 상세히 설명하고 있는 도면.
도 22a 내지 도 22b는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 상호 접속 패턴의 레이아웃을 상세히 설명하기 위한 도면.
도 23은 도 8에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 광학 주사 장치의 구성을 도시하고 있는 개략도.
도 24는 레이저 프린터를 도시하고 있는 개략도.
도 25는 화상 형성 장치의 개략도.
도 26은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 27은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 28은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 29는 본 발명의 제5 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 30은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 31은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 33은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도.
도 34는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 35는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 36은 본 발명의 제9 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도.
도 37은 시뮬레이션을 위해 사용된 면 발광 레이저 어레이(종래예)를 설명하기 위한 도면.
도 38은 도 37의 면 발광 레이저 어레이에서의 시뮬레이션의 결과를 설명하기 위한 도면.
도 39는 시뮬레이션을 위해 사용된 면 발광 레이저 어레이를 설명하기 위한 제1 도면.
도 40은 도 39의 면 발광 레이저 어레이에서의 시뮬레이션의 결과를 설명하기 위한 도면.
도 41은 시뮬레이션을 위해 사용된 면 발광 레이저 어레이를 설명하기 위한 제2 도면.
도 42는 도 41의 면 발광 레이저 어레이에서의 시뮬레이션의 결과를 설명하기 위한 도면.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 프린터의 개략 구성을 설명하기 위 한 도면.
도 44는 도 43의 광학 주사 장치를 도시하고 있는 개략도.
도 45는 직렬형 컬러 기계(tandem color machine)의 개략 구성을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 도면을 참조하여 실시예로 설명될 것이다. 도면에서, 대응 부분들은 동일한 도면 부호로 나타내고 그 설명은 반복되지 않을 것이다. 본 명세서에서, "간격"은 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심 사이의 거리를 나타낸다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)를 구비한다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)는 6개의 행 및 6개의 열의 어레이의 형태로 2차원으로 배치된다. 여기서, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 19, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36)는 부 주사 방향으로 정렬되고, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내 지 36)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 부 주사 방향에서 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 36개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)로부터 방출된다.
또한, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(X)으로 주 주사 방향으로 정렬된다는 것을 주목해야 한다.
또한 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 19, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36)는 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(Y)으로 배치된다.
간격(Y)은 간격(X)보다 작게 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(40)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선(L1 내지 L6)이 부 주사 방향으로 동일 간격(C1)으로 형성되고, 간격(C1)은 C1=Y/6으로 결정된다는 것을 주목해야 한다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(7 내지 12, 13 내지 18, 19 내지 24, 25 내지 30, 31 내지 36)의 각각의 중심으로부터 직선(40)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선이 부 주사 방향에서 간격(C1)에 동일한 간격으로 형성된다.
도 2는 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 개략 단면도이다.
도 2를 참조하면, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)는 기판(401), 반사층(402, 406), 캐비티 스페이서 층(403, 405), 활성층(404), 선택 산화층(407), 접촉층(408), SiO2 층(409), 절연 수지층(410), p-측 전극(411) 및 n-측 전극(412)을 포함한다.
기판(401)은 n-형의 GaAs(n-GaAs)로 형성된다. 반사층(402)은 반복 단위로서 n-Al0 .9Ga0 .1As/n-Al0 .3Ga0 .7As의 쌍을 반복함으로써 형성되고, 40.5회 반복된 [n-Al0.9Ga0.1As/n-Al0.3Ga0.7As]의 구조를 갖고, 반사층(402)은 기판(401)의 일주면(principal surface) 상에 형성된다. 여기서, n-Al0 .9Ga0 .1As 층 및 n-Al0 .3Ga0 .7As 층의 각각은 λ/4n(n은 각각의 반도체층의 굴절률)으로 설정된 두께를 갖고, λ는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)의 발진 파장을 나타낸다.
캐비티 스페이서 층(403)은 미도핑된 Al0 .6Ga0 .4As 층으로 형성되고, 반사층(402) 상에 형성된다. 활성층(54)은 Al0 .12Ga0 .88As의 양자 우물층 및 Al0 .3Ga0 .7As의 배리어층을 구비하는 양자 우물 구조를 갖고, 캐비티 스페이서 층(403) 상에 형성된다.
캐비티 스페이서 층(405)은 미도핑 Al0 .6Ga0 .4As 층으로 형성되고, 활성층(404) 상에 형성된다. 반사층(406)은 반복 단위로서 p-Al0 .9Ga0 .1As/p-Al0 .3Ga0 .7As의 쌍을 반복함으로써 형성되고, 24회 반복되는 [p-Al0 .9Ga0 .1As/p-Al0 .6Ga0 .4As]의 구조를 갖고, 반사층(406)은 캐비티 스페이서 층(405) 상에 형성된다. 여기서, p-Al0.9Ga0.1As 층 및 p-Al0 .3Ga0 .7As 층의 각각은 λ/4n(n은 각각의 반도체층의 굴절률)으로 설정된 두께를 갖는다.
선택 산화층(407)은 p-AlAs로 형성되고, 반사층(406) 내부에 제공된다. 여기서, 선택 산화층(407)은 비산화 구역(407a) 및 산화 구역(407b)을 구비하고, 20 nm의 두께를 갖는다는 것을 주목해야 한다.
접촉층(408)은 p-GaAs로 형성되고, 반사층(406) 상에 형성된다. SiO2 층(409)은 반사층(402)의 주면의 일부와, 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 반사층(406), 선택 산화층(407) 및 접촉층(408)의 에지면을 덮도록 형성된다.
절연 수지층(410)은 SiO2 층(409)에 인접하여 형성된다. p-측 전극(411)은 접촉층(408) 및 절연 수지층(410)의 부분 상에 형성된다. n-측 전극(412)은 기판(401)의 이면에 형성된다.
반사층(402, 406)의 각각은 브래그 다중 반사(Bragg multiple reflection)의 결과로서 활성층(404) 내에 형성된 발진광을 활성층(404) 내에 제한하는 반도체 분포 브래그 반사기를 구성한다.
또한, 산화 구역(407b)은 비산화 구역(407a)의 굴절률보다 작은 굴절률을 갖는다. 여기서, 산화 구역(407b)은 p-측 전극(411)으로부터 주입된 전류가 비산화 구역(407a)을 통해서만 활성층(404)으로 유동할 수 있도록 제한하고 또한 활성층(404) 내에 형성된 발진광을 비산화 구역(407a) 내에만 제한하도록 작용하는 전류 제한부를 구성한다. 이에 의해, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)는 낮은 임계 전류로 레이저 발진을 수행한다.
도 3은 활성층(404)의 부근에서의 도 2의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)의 부분을 도시하고 있는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 반사층(402)은 저굴절률 층(4021), 고굴절률 층(4022) 및 조성 경사층(compositional gradation layer)(4023)을 포함한다. 저굴절률 층(4021)은 n-Al0 .9Ga0 .1As로 형성되고, 반면 고굴절률 층(4022)은 n-Al0 .3Ga0 .7As로 형성된다. 한편, 조성 경사층(4023)은, 저굴절률 층(4021) 및 고굴절률 층(4022)의 임의의 하나로부터 저굴절률 층(4021) 및 고굴절률 층(4022)의 다른 하나로의 Al 함량의 점진적인 변화가 있는 n-AlGaAs로 형성된다. 또한, 저굴절률 층(4021)은 캐비티 스페이서 층(403)과 접촉하게 된다.
반사층(406)은 저굴절률 층(4061), 고굴절률 층(4062) 및 조성 경사층(4063) 을 포함한다. 저굴절률 층(4061)은 p-Al0 .9Ga0 .1As로 형성되고, 반면 고굴절률 층(4062)은 p-Al0 .3Ga0 .7As로 형성된다. 한편, 조성 경사층(4063)은, 저굴절률 층(4061) 및 고굴절률 층(4062)의 임의의 하나로부터 저굴절률 층(4061) 및 고굴절률 층(4062)의 다른 하나로의 Al 함량의 점진적인 변화가 있는 p-AlGaAs로 형성된다. 또한, 저굴절률 층(4061)은 캐비티 스페이서 층(405)과 접촉하게 된다.
활성층(404)은 Al0 .12Ga0 .88As의 조성을 갖는 3개의 양자 우물층(4041) 및 Al0.3Ga0.7As의 조성을 각각 갖는 4개의 배리어층(4042)으로 형성되고, 3개의 우물층(4041) 및 4개의 배리어층(4042)은 교대로 적층된다. 또한, 저굴절률층(4042)은 캐비티 스페이서 층(403, 405)과 접촉하게 된다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(1)에서, 캐비티 스페이서 층(403, 405)은 활성층(404)과 함께 공진기를 형성하고, 기판(401)에 대해 수직인 방향에서의 공진기의 두께는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)의 1 파장(=λ)에 동일하게 설정된다. 달리 말하면, 캐비티 스페이서 층(403, 405)은 활성층(404)과 함께 1-파장 공진기를 형성한다.
또한, 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(2 내지 36)의 각각은 도 2 및 도 3의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)와 동일한 구성을 갖는다는 것을 주목해야 한다.
도 4a 내지 도 4h는 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100)의 제조 방법을 도시하고 있는 도면이다. 도 4a 내지 도 4h의 설명에서, 면 발광 레이저 어레이(100)의 제조 방법은 도 1에 도시되어 있는 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36) 중 하나를 제조하는 단계를 참조하여 설명될 것이다.
도 4a를 참조하면, 반사층(402), 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 선택 산화층(407) 및 접촉층(408)은 일련의 프로세스의 개시시에 MOCVD(금속 유기 화학 기상 증착) 프로세스에 의해 기판에 연속적으로 적층된다.
이 경우, 반사층(402)의 n-Al0 .9Ga0 .1As 층 및 n-Al0 .3Ga0 .7As 층이 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG), 아르신(AsH3) 및 셀렌화 수소(H2Se)를 원료로 사용하여 형성된다. 또한, 캐비티 스페이서 층(403)의 Al0 .6Ga0 .4As 층이 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG) 및 아르신(AsH3)을 원료로 사용하여 형성된다.
또한, 활성층(404)의 Al0 .12Ga0 .88As/Al0 .3Ga0 .7As 구조가 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG) 및 아르신(AsH3)을 원료로 사용하여 형성된다.
또한, 캐비티 스페이서 층(405)의 Al0 .6Ga0 .4As 층이 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG) 및 아르신(AsH3)을 원료로 사용하여 형성된다.
또한, 반사층(406)의 p-Al0 .9Ga0 .1As/p-Al0 .3Ga0 .7As 구조가 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG), 아르신(AsH3) 및 4브롬화 탄소(CBr4)를 원료로 사용 하여 형성된다. 대안적으로, 4브롬화 탄소(CBr4) 대신에 디메틸아연(DMZn)을 사용하는 것이 가능하다.
또한, 선택 산화층(407)의 p-AlAs 층이 트리메틸 알루미늄(TMA), 아르신(AsH3) 및 4브롬화 탄소(CBr4)를 원료로 사용하여 형성되고, 접촉층(58)의 p-GaAs 층이 트리메틸 갈륨(TMG), 아르신(AsH3) 및 4브롬화 탄소(CBr4)를 원료로 사용하여 형성된다. 이 경우에도, 마찬가지로 4브롬화 탄소(CBr4) 대신에 디메틸아연(DMZn)을 사용하는 것이 가능하다.
그 후에, 레지스트막이 도 4b의 단계에서 접촉층(408) 상에 형성되고, 레지스트 패턴(420)이 포토리소그래피 프로세스를 사용하여 접촉층(408) 상에 형성된다.
레지스트 패턴(420)의 형성시에, 반사층(402), 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 반사층(406), 선택 산화층(407) 및 접촉층(408)은 레지스트 패턴(420)을 마스크로서 사용하여 이들의 주연부에서 도 4c의 단계에서 드라이 에칭 프로세스를 받게 된다. 그 후에, 레지스트 패턴(420)이 제거된다.
다음, 도 4c의 단계 후에, 이와 같이 형성된 구조체가 질소 가스를 갖는 85℃의 물의 기포에 의해 형성된 분위기에서 425℃로 가열되는 도 4d의 단계가 수행된다. 이에 의해, 그 주연부로부터 중앙부로 선택 산화층(407)에서 산화가 진행되고, 이에 의해 비산화층(407a) 및 산화층(407b)이 선택 산화층(407)에 형성된다.
그 후에, 도 4e의 단계에서, SiO2 층(409)이 CVD(화학 기상 증착) 프로세스를 사용하여 도 4d의 단계에서 얻어진 구조체의 전체 표면 상에 형성된다. 그 후에, SiO2 막은 광학 빔 출사 구역 및 주위 구역으로부터 포토리소그래피 프로세스에 의해 제거된다.
또한, 도 4f의 단계에서, 절연 수지층(410)이 스핀 코팅 프로세스에 의해 전체 구조체 상에 도포되고, 절연 수지층(410)은 광학 빔 사출부로서 기능하는 구역으로부터 제거된다.
다음, 도 4g의 단계에서, 미리 결정된 크기의 레지스트 패턴이 절연 수지층(410)의 형성 후에 형성되고, p-측 전극 재료가 증착 프로세스에 의해 이와 같이 얻어진 구조체의 전체 표면 상에 퇴적된다. 또한, 레지스트 패턴 상의 p-측 전극 재료를 상승 제거(lift off)함으로써, p-측 전극(411)이 형성된다. 또한, 도 4h의 단계에서, 기판(401)의 이면이 연마되고 n-측 전극(412)이 이와 같이 연마된 이면측에 형성된다. 그 후에, 어닐링 프로세스를 적용함으로써 오옴 접촉(ohmic contact)이 p-측 전극(411) 및 n-측 전극(412)의 각각에 대해 형성된다. 이에 의해, 면 발광 레이저 어레이(100)가 완성된다.
도 4b 및 도 4c는 하나의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 형성하기 위한 드라이 에칭 프로세스를 나타내고 있지만, 드라이 에칭 프로세스는 도 4b 및 도 4c의 단계에서 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)의 모두에 동시에 수행된다는 것을 주목해야 한다. 이 경우, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내 지 36)를 형성하기 위한 레지스트 패턴이 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 형성될 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)의 어레이에 대해 적용된 포토마스크를 사용하여 동시에 제공된다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)를 형성하기 위해 사용된 레지스트 패턴은, 간격(X, Y)이 Y<X의 관계를 만족하도록 그리고 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 19 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)의 각각의 중심으로부터 직선(40)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선이 균일한 간격(C1)으로 형성되도록 설계된 포토마스크를 사용하여 형성된다.
본 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100)는 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격(Y)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격(X)보다 작게 설정되는 특징을 갖는다. 이에 의해, 간격(Y)이 간격(X)보다 크게 설정되어 있는 경우와 비교하여 간격(C1)(=Y/6)을 감소시키는 것이 가능하고, 이러한 구성은 고밀도 기록에 유리하다.
부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격 및 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격을 좁게 하는 것이 가능하지만, 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 열적 간섭을 감소시키는 요구의 견지에서 그리고 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 상호 접속 패턴을 제공하기 위한 충분한 공간을 확보하는 요구의 견지에서, 고밀도 기록을 위해 주 주사 방향에서 비교적 큰 간격을 유지하는 것이 바람직하다.
제1 실시예에서, 간격(X)은 예를 들면 30 ㎛로 설정되고, 간격(Y)은 24 ㎛로 설정된다. 그 결과, 간격(C1)은 Y/6(=24/6=4 ㎛)으로 설정된다.
동일한 수로 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 정렬되도록 면 발광 레이저 다이오드 소자를 배치하는 경우에, 종래에는 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격에 비해 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격을 증가시키는 것이 실시되어 왔다. 이에 대조적으로, 본 발명의 경우에서와 같이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 작게 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격을 감소시킴으로써, 종래의 경우와 비교하여 간격(C1)을 감소시키는 것이 가능해지고, 더 높은 밀도의 기록이 가능해진다.
도 5는 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)의 다른 개략 단면도이다. 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)의 각각은 도 5에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)는, 도 2에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)의 캐비티 스페이서 층(403, 405)이 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)으로 각각 대체되고, 활성층(404)이 활성층(404A)으로 대체되어 있는 것을 제외하고는 전술된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1)와 유사한 구 성을 갖는다.
캐비티 스페이서 층(403A)은 반사층(402) 상에 형성된 Al0 .7Ga0 .3As의 층으로 형성된다. 활성층(404A)은 압축 스트레인의 축적을 발생시키는 조성을 갖는 GaInPAs의 양자 우물층과 인장 스트레인을 내부에 축적하는 Ga0 .6In0 .4P의 배리어층으로 형성된 양자 우물 구조를 갖고, 활성층이 캐비티 스페이서 층(403A) 상에 형성된다. 또한, 캐비티 스페이서 층(405A)은 (Al0 .7Ga0 .3)0.5In0 .5P의 층으로 형성되고, 활성층(404A) 상에 형성된다. 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)는 발진시에 780 nm의 레이저 빔을 생성한다.
도 6은 활성층(404A) 부근에서의 도 5의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)의 부분을 도시하고 있는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 반사층(402)의 저굴절률층(4021)이 캐비티 스페이서 층(403A)과 접촉하여 형성되고, 반사층(406)의 저굴절률층(4061)이 캐비티 스페이서 층(405A)과 접촉하여 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.
활성층(404A)은, 각각 GaInPAs의 3개의 양자 우물층(4041A)과 각각 Ga0.6In0.4P의 4개의 배리어층(4042A)이 교대로 적층되어 있는 양자 우물 구조로 형성된다. 또한, 배리어층(4042A)은 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)과 접촉하게 된다.
또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)에서, 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)은 활성층(404A)과 함께 공진기를 형성하고, 기판(401)에 대해 수직인 방향에 서의 공진기의 두께는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)의 레이저 발진 파장(=λ)과 동일하게 설정된다. 따라서, 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)은 활성층(404A)과 함께 1-파장 공진기를 형성한다.
이하의 표 1은 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A) 및 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)이 AlGaAs/AlGaAs 구조를 형성하는 경우에 있어서 또한 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A) 및 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)이 AlGaInP/GaInPAs 구조를 형성하는 경우에 있어서, 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(bandgap difference)(△Eg)와, 또한 배리어층(4042A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)를 나타내고 있다.
λ 780 nm 850 nm (ref)
스페이서/QW AlGaAs/AlGaAs AlGaInP/GaInPAs AlGaAs/GaAs
스페이서 Al0 .6Ga0 .4As
Eg=2.0226 eV		 (AlxGa1 -x)0.5In0 .5P
Eg(x=0.7)=2.324 eV		 Al0 .6Ga0 .4As
Eg=2.0226 eV
활성
 QW Al0 .12Ga0 .88As
Eg=1.5567 eV		 GaInPAs(압축)
Eg=1.5567 eV		 GaAs
Eg=1.42 eV
배리어 Al0 .3Ga0 .7As
Eg=1.78552 eV		 GaxIn1 - xP(인장)
Eg(x=0.6)=2.02 eV		 Al0 .3Ga0 .7As
Eg=1.78552 eV
△Eg(스페이서-QW) 465.9 meV 767.3 meV 602.6 meV
△Eg(배리어-QW) 228.8 meV 463.3 mev 365.5 meV
표 1을 참조하면, 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)이 AlGaAs로 형성되고 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)이 AlGaAs로 형성되고 면 발광 레이저 다이오드 소자가 780 nm의 발진 파장을 갖는 경우에, 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)는 465.9 meV가 되고, 배리어층(4042A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)는 228.8 meV가 된다는 것을 알 수 있다.
또한, 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)이 AlGaAs로 형성되고 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)이 GaAs로 형성되고 면 발광 레이저 다이오드 소자가 850 nm의 발진 파장을 갖는 경우에, 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)는 602.6 meV가 되고, 배리어층(4042A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)는 365.5 meV가 된다는 것을 알 수 있다.
한편, 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)이 AlGaInP로 형성되고 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)이 GaInPAs로 형성되고 면 발광 레이저 다이오드 소자가 780 nm의 발진 파장을 갖는 경우에, 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)는 767.3 meV가 되고, 배리어층(4042A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg)는 463.3 meV가 된다는 것을 또한 알 수 있다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)는 도 4a 내지 도 4h에 도시되어 있는 프로세스에 따라 제조된다는 것을 주목해야 한다. 이 경우, 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)을 구성하는 (Al0 .7Ga0 .3)0.5In0 .5P 층은 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG), 트리메틸 인듐(TMI) 및 포스파인(PH3)을 원료로 사용하여 형성되고, 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)을 구성하는 GaInPAs 층은 트리메틸 갈륨(TMG), 트리메틸 인듐(TMI), 포스파인(PH3) 및 아르신(AsH3)을 원료로 사용하여 형성되고, 활성층(404A)의 배리어층(4042A)을 구성하는 Ga0 .6In0 .4P 층은 트리메틸 갈륨(TMG), 트리메틸 인듐(TMI) 및 포스파인(PH3)을 원료로 사용하여 형성된다.
따라서, AlGaInP로 캐비티 스페이서 층(403A, 405A)을 구성하고 GaInPAs로 활성층(404A)의 양자 우물층(4041A)을 구성함으로써, 캐비티 스페이서 층(403A 또는 405A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 차이(△Eg) 및 또한 배리어층(4042A)과 양자 우물층(4041A) 사이의 밴드갭 간극(△Eg)을 종래와 비교하여 상당히 증가시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 양자 우물층(4041A) 내로의 캐리어 제한의 효과가 상당히 향상되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)는 더 낮은 임계치에서 발진할 수 있고 더 높은 출력으로 레이저 빔을 방출할 수 있다.
또한, 활성층(404A)은 압축 스트레인이 내부에 축적되어 있는 GaInPAS를 함유하기 때문에, 무거운 정공과 가벼운 정공 사이의 밴드 분리가 발생되고, 이는 이득의 증가를 유도한다. 이에 의해, 면 발광 레이저 다이오드 소자는 높은 이득을 제공하고, 높은 출력으로 낮은 인계치에서 레이저 발진을 얻는 것이 가능해진다. 여기서, 이 효과는 GaAs 기판의 격자 상수와 일반적으로 동일한 격자 상수를 갖는 AlGaAs계 재료를 사용하는 780 nm 또는 850 nm의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 의해 얻어질 수 없다는 것을 주목해야 한다.
또한, 캐리어 제한의 향상의 결과로서, 그리고 활성층(54A)을 위한 스트레인 인가된 양자 우물 구조의 사용에 의해 얻어진 이득의 향상의 결과로서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)에 대한 임계 전류의 감소가 얻어지고, 레이저 빔의 출사측에 제공된 반사층(406)의 반사도를 감소시키는 것이 가능해지면, 이는 출력의 부가의 증가를 허용한다.
이득의 부가의 증가에 의해, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)의 온도 상승에 의해 발생되는 광학 출력의 저하를 억제하는 것이 가능해지고, 또한 면 발광 레이저 어레이(100)에서의 소자 사이의 간격을 감소시키는 것이 가능해진다.
활성층(404A)은 Al이 없는 재료로 형성되기 때문에, 이러한 층 내에 산소의 혼입을 억제함으로써 비광학 재결합 중심의 형성을 억제하는 것이 가능하고, 이는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수명의 증가를 유도한다. 그 결과, 기록 유닛 또는 광원 유닛을 재사용하는 것이 가능해진다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)가 도 1에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)에 사용되는 경우에, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 또한 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 작게 설정되고, 종래의 경우와 비교하여 간격(C1)을 감소시키는 것이 가능해지고, 이는 고밀도 기록을 가능하게 한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도이다. 여기서, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 7에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100A)일 수 있다. 도 7을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100A)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)를 포함한다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)는 4개의 행 및 8개의 열의 어레이의 형태로 2차원으로 배치된다. 여기서, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101, 109, 117, 125, 또는 102, 110, 118, 126, 또는 103, 111, 119, 127, 또는 104, 112, 120, 128, 또는 105, 113, 121, 129, 또는 106, 114, 122, 130, 또는 107, 115, 123, 131, 또는 108, 116, 124, 132)는 부 주사 방향으로 정렬되고, 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 32개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)로부터 방출된다.
또한, 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132)는 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(X)으로 주 주사 방향으로 정렬된다는 것을 주목해야 한다.
여기서, 부 주사 방향으로 정렬되어 있는 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101, 109, 117, 125, 또는 102, 110, 118, 126, 또는 103, 111, 119, 127, 또는 104, 112, 120, 128, 또는 105, 113, 121, 129, 또는 106, 114, 122, 130, 또는 107, 115, 123, 131, 또는 108, 116, 124, 132)의 어레이 내에 포함된 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 간격(d)으로 설정된다.
간격(d)은 간격(X)보다 작게 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(41)에 대해 수직으로 그려진 8개의 직선(L7 내지 L14)이 부 주사 방향으로 동일 간격(C2)으로 형성되고, 간격(C2)은 C2=d/8로 결정된다는 것을 주목해야 한다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(109 내지 116, 117 내지 124, 125 내지 132)의 각각의 중심으로부터 직선(41)에 대해 수직으로 그려진 8개의 직선이 부 주사 방향에서 간격(C2)에 동일한 간격으로 형성된다.
제1 실시예에서, 간격(d)은 예를 들면 24 ㎛로 설정되고, 간격(X)은 30 ㎛로 설정된다. 그 결과, 간격(C2)은 24/8=3 ㎛가 된다.
8개의 행 및 4개의 열의 2차원 어레이에 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 배치되어 있는 통상의 면 발광 레이저 어레이에서, 간격(C2)은 6 ㎛(=24/6)가 된다.
따라서, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격(d)을 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격(X)보다 작게 설정함으로써, 그리고 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작게 감소시킴으로써, 종래의 6 ㎛의 값으로부터 간격(C2)을 3 ㎛로 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100A)를 사용하면서 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 7에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성된다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 8에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100B)일 수 있다. 도 8을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100B)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)를 포함한다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)는 4개의 행 및 10개의 열의 어레이의 형태로 2차원으로 배치된다. 여기서, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 또는 210, 220, 230, 240)는 부 주사 방향으로 정렬되고, 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 40개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)로부터 방출된다.
또한, 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240)는 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(X)으로 주 주사 방향으로 정렬된다는 것을 주목해야 한다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬되어 있는 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 또는 210, 220, 230, 240)에서, 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이는 간격(d)으로 배치된다.
간격(d)은 간격(X)보다 작게 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24)이 부 주사 방향으로 동일 간격(C2)으로 형성되고, 간격(C2)은 C2=d/10으로 결정된다는 것을 주목해야 한다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(211 내지 220, 221 내지 230, 231 내지 240)의 각각의 중심으로부터 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선이 부 주사 방향에서 간격(C2)에 동일한 간격으로 형성된다.
제1 실시예에서, 간격(d)은 예를 들면 24 ㎛로 설정되고, 간격(X)은 30 ㎛로 설정된다. 그 결과, 간격(C2)은 24/10=2.4 ㎛가 된다. 따라서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 8개(도 7 참조)에서 10개로 증가시킴으로써 간격(C2)을 3 ㎛에서 2.4 ㎛로 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100A)를 사용하면서 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 8에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성된다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 9에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100C)일 수 있다.
도 9를 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100C)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)를 포함한다.
여기서, 면 발광 레이저 어레이(100C)는, 주 주사 방향으로 정렬된 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(231 내지 238)가 3개의 행 및 10개의 열의 형태로 2차원으로 배치된 30개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 230)에 추가되어 있는 구성을 갖는다는 것을 주목해야 한다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100C)는, 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 208, 211 내지 218, 221 내지 228, 231 내지 238)가 4개의 행 및 8개의 열의 형태로 2차원으로 배치되어 있는 구조에 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(209, 210, 219, 220, 229, 230)가 추가되어 있는 구조를 갖는다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100C)는, 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 4개의 행 및 10개의 열의 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 2차원 어레이로부터 소거되어 있는 구성을 갖는다.
여기서, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238) 및 3개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(209, 219, 229, 또는 210, 220, 230)는 부 주사 방향으로 배치되고, 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230) 및 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(231 내지 238)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230) 및 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(231 내지 238)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 38개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 38개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)로부터 방출된다.
주 주사 방향으로 배치된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230) 및 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(231 내지 238)에서, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 간격(X)으로 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬되어 있는 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238) 및 3개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(209, 219, 229, 또는 210, 220, 230)에서, 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 간격(d)으로 배치된다.
간격(d)은 간격(X)보다 작게 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24)이 부 주사 방향으로 동일 간격(C2)으로 형성되고, 간격(C2)은 C2=d/10으로 결정된다는 것을 주목해야 한다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(211 내지 220, 또는 221 내지 230)의 각각의 중심으로부터 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선이 부 주사 방향에서 간격(C2)에 동일한 간격으로 형성된다. 마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(231 내지 238)의 각각의 중심으로부터 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 8개의 직선이 부 주사 방향에서 간격(C2)에 동일한 간격으로 형성된다.
또한, 제1 실시예에서, 간격(d)은 24 ㎛로 설정되고, 간격(X)은 30 ㎛로 설정되고, 따라서, 면 발광 레이저 어레이(100C)에서, 간격(C2)은 24/10=2.4 ㎛로 설정된다. 따라서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 8개(도 7 참조)에서 10개로 증가시킴으로써 간격(C2)을 3 ㎛에서 2.4 ㎛로 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100C)를 사용하면서 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 9에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성된다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 10에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100D)일 수 있다. 도 10을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100D)는 도 8에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100B)에 면 발광 레이저 다이오드 소자(241 내지 244)를 추가한 구성을 갖는다. 이외에는, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100D)는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100B)와 동일하다.
여기서, 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 243, 또는 202, 212, 222, 232, 244, 또는 209, 219, 229, 239, 241, 또는 210, 220, 230, 240, 242) 및 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238)는 부 주사 방향으로 배치되고, 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240) 및 2개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(241, 242, 또는 243, 244)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240) 및 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(241, 242, 또는 243, 244)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 44개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 44개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 244)로부터 방출된다.
또한, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240) 및 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(241, 242, 또는 243, 244)에서, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 간격(X)으로 설정된다.
또한, 모두 부 주사 방향으로 정렬되어 있는 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 243, 또는 202, 212, 222, 232, 244, 또는 209, 219, 229, 239, 241, 또는 210, 220, 230, 240, 242) 및 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238)에서, 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 간격(d)으로 배치된다.
간격(d)은 간격(X)보다 작게 설정된다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(241, 242, 또는 243, 244)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 두 개의 직선이 부 주사 방향으로 동일 간격(C2)으로 형성된다. 이외에는, 구성은 전술된 면 발광 레이저 어레이(100B)의 구성과 동일하다.
따라서, 동일한 수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 각각의 행에 제공하지 않고, 몇몇 행(제2 행 내지 제5 행)에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 8개(도 7 참조)에서 10개로 증가시킴으로써, 간격(C2)을 3 ㎛에서 2.4 ㎛로 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100D)를 사용하면서 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 10에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 244)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성된다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 11에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100E)일 수 있다. 도 11을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100E)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)를 갖는다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)는 4개의 행 및 10개의 열의 형태로 2차원으로 배치된다. 여기서, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301, 311, 321, 331, 또는 302, 312, 322, 332, 또는 303, 313, 323, 333, 또는 304, 314, 324, 334, 또는 305, 315, 325, 335, 또는 306, 316, 326, 336, 또는 307, 317, 327, 337, 또는 308, 318, 328, 338, 또는 309, 319, 329, 339, 또는 310, 320, 330, 340)는 부 주사 방향으로 지그재그 패턴으로 정렬되고, 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310, 또는 311 내지 320, 또는 321 내지 330, 또는 331 내지 340)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310, 또는 311 내지 320, 또는 321 내지 330, 또는 331 내지 340)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 40개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)로부터 방출된다.
또한, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310, 또는 311 내지 320, 또는 321 내지 330, 또는 331 내지 340)는 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(X)으로 주 주사 방향으로 정렬된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬되어 있는 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301, 311, 321, 331, 또는 302, 312, 322, 332, 또는 303, 313, 323, 333, 또는 304, 314, 324, 334, 또는 305, 315, 325, 335, 또는 306, 316, 326, 336, 또는 307, 317, 327, 337, 또는 308, 318, 328, 338, 또는 309, 319, 329, 339, 또는 310, 320, 330, 340)에서, 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 간격(d)으로 배치된다.
간격(d)은 간격(X)보다 작게 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24)이 부 주사 방향으로 동일 간격(C2)으로 형성되고, 간격(C2)은 C2=d/10으로 결정된다는 것을 주목해야 한다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(311 내지 320, 321 내지 330, 331 내지 340)의 각각의 중심으로부터 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선이 부 주사 방향에서 간격(C2)에 동일한 간격으로 형성된다.
또한, 제1 실시예에서, 간격(d)은 24 ㎛로 설정되고, 간격(X)은 30 ㎛로 설정되고, 따라서, 면 발광 레이저 어레이(100E)에서, 간격(C2)은 24/10=2.4 ㎛로 설정된다.
따라서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 8개(도 7 참조)에서 10개로 증가시킴으로써 간격(C2)을 3 ㎛에서 2.4 ㎛로 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100E)를 사용하면서 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 11에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성된다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 12에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100F)일 수 있다.
이 면 발광 레이저 어레이(100F)에서, 단일 기판 상에 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 형성된다. 이 면 발광 레이저 어레이에서, 방향(이하 편의상 "T 방향"이라 함)에서 동일한 간격을 갖는 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 각각 구비하는 10개의 행의 발광부가 제공되어, 각각의 행은 주 주사 방향으로부터 부 주사 방향을 향해 경사각(θ)을 형성한다. 이하, 편의를 위해, 행은 도 12의 지면의 상부측으로부터 시작하여 하부측으로 제1 행, 제3 행, 제4 행... 및 제10 행으로서 나타낼 수 있다. 여기서, 이들 10개의 행의 발광부는 부 주사 방향으로 동일한 간격으로 배치된다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 2차원 어레이의 형태로 배열된다. 여기서, 발광부의 위치는 홀수 행과 짝수 행 사이에서 주 주사 방향으로 변위된다는 것을 주목해야 한다.
본 예에서, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 주 주사 방향에서 동일한 간격(X)으로 그리고 부 주사 방향에서 동일한 간격(C2)으로 배치된다. 여기서, 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 거리(C2)는 C2=Y/8로서 주어진다. 또한, 관계 d<X가 성립된다.
이 구성에 의해, 온도 상승을 더 억제하는 것이 가능하다.
따라서, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 19, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36) 사이의 간격(Y)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 19 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36) 사이의 간격(X)보다 작도록 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)가 6개의 행 및 6개의 열의 2차원 어레이의 형태로 배치되어 있는 전술된 면 발광 레이저 어레이(100)(도 1 참조)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 19 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(40)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선(L1 내지 L6) 사이의 간격은 간격(C1)에 동일하게 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(101, 109, 117, 125, 또는 102, 110, 118, 126, 또는 103, 111, 119, 127, 또는 104, 112, 120, 128, 또는 105, 113, 121, 129, 또는 106, 114, 122, 130, 또는 107, 115, 123, 131, 또는 108, 116, 124, 132) 사이의 간격(d)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132) 사이의 간격(X)보다 작도록 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)가 4개의 행 및 8개의 열의 2차원 어레이의 형태로 배치되어 있는 전술된 면 발광 레이저 어레이(100A)(도 7 참조)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(41)에 대해 수직으로 그려진 8개의 직선(L7 내지 L14) 사이의 간격은 간격(C2)에 동일하게 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 또는 210, 220, 230, 240) 사이의 간격(d)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240) 사이의 간격(X)보다 작도록 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)가 4개의 행 및 10개의 열의 2차원 어레이의 형태로 배치되어 있는 전술된 면 발광 레이저 어레이(100B)(도 8 참조)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24) 사이의 간격은 간격(C2)에 동일하게 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 또는 210, 220, 230) 사이의 간격(d)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 238) 사이의 간격(X)보다 작도록 38개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)가 4개의 행 및 10개의 열의 2차원 어레이의 형태로 배치되어 있는 전술된 면 발광 레이저 어레이(100C)(도 9 참조)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개 또는 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 238)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24) 또는 8개의 직선(L15 내지 L22) 사이의 간격은 간격(C2)에 동일하게 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 243, 또는 202, 212, 222, 232, 244 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 241 또는 210, 220, 230, 240, 242) 사이의 간격(d)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240, 도는 241, 242, 또는 243, 244) 사이의 간격(X)보다 작도록 44개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 244)가 6개의 행 및 10개의 열의 2차원 어레이의 형태로 배치되어 있는 전술된 면 발광 레이저 어레이(100D)(도 10 참조)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개 또는 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240, 또는 241, 242, 또는 243, 244)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24) 또는 두 개의 직선(L15, L16) 사이의 간격은 간격(C2)에 동일하게 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(301, 311, 321, 331, 또는 302, 312, 322, 332, 또는 303, 313, 323, 333, 또는 304, 314, 324, 334, 또는 305, 315, 325, 335, 또는 306, 316, 326, 336, 또는 307, 317, 327, 337, 또는 308, 318, 328, 338, 또는 309, 319, 329, 339, 또는 310, 320, 330, 340) 사이의 간격(d)이 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310, 또는 311 내지 320, 또는 321 내지 330, 또는 331 내지 340) 사이의 간격(X)보다 작도록 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)가 4개의 행 및 10개의 열의 2차원 어레이의 형태로 배치되어 있는 전술된 면 발광 레이저 어레이(100E)(도 11 참조)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310, 또는 311 내지 320, 또는 321 내지 330, 또는 331 내지 340)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 10개의 직선(L15 내지 L24) 사이의 간격은 간격(C2)에 동일하게 설정된다.
또한, 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100F)(도 12)에서, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 2차원 어레이로 배치되고, 부 주사 방향에서의 간격은 간격(d)을 간격(X)보다 작게 설정함으로써 간격(C2)에 동일하게 설정된다.
따라서, m×n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(m, n은 2 이상의 정수)가 m행 및 n열로 있는 제1 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이에서, 부 주사 방향으로 정렬된 m개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 주 주사 방향으로 정렬된 n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 작게 설정되고, 주 주사 방향으로 정렬된 n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 n개의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 라인에 대해 주식으로 그려진 n개의 직선 사이의 간격은 동일한 간격값으로 설정된다.
따라서, 제1 실시예에서, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작게 설정되고(따라서, m≤n이 성립함), 부 주사 방향으로 정렬된 m개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 주 주사 방향으로 정렬된 n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 작고, 이에 의해 주 주사 방향으로 정렬된 n개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 n개의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 n개의 직선 사이의 간격(동일한 간격)은 통상의 경우보다 작게 설정된다.
제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이에 대해, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격보다 작은 간격으로 제1 방향으로 정렬되고 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 직선이 제1 방향에서 동일한 간격으로 형성되도록 2차원 어레이의 형태로 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 한 임의의 구성이 사용될 수 있다.
제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이에 대해, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 기준값으로 설정된 간격으로 제1 방향으로 정렬되고 제1 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수가 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작게 설정되고, 제2 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 직선이 제1 방향으로 동일한 간격으로 형성되도록 2차원 어레이의 형태로 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 한 임의의 구성이 사용될 수 있다. 여기서, 기준값은 28 ㎛이고, 이는 DocuColor 1256GA, DocuColor 8000 Digital Press, DocuColor C6550I/C5540I, DocuColor 750I, 650I/550I, DocuColor f1100/a1100/1900 등과 같은 통상의 면 발광 레이저 어레이에 사용되는 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이다.
통상의 면 발광 레이저 어레이에서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수와 동일하거나 작게 설정되고, 반면에 본 발명의 면 발광 레이저 어레이에서는, 제2 방향(=주 주사 방향)으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 제1 방향(=부 주사 방향)으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 크게 설정되고, 따라서 제2 방향(=주 주사 방향)으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향(=부 주사 방향)으로 연장되는 라인에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선 사이의 간격은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 28 ㎛의 간격으로 부 주사 방향으로 정렬되어 있는 경우에 대해 그려진 복수의 직선 사이의 간격보다 작게 설정될 수 있다.
상기 설명에서 기준값은 28 ㎛인 것으로 설명되었지만, 기준값은 본 발명에서 28 ㎛ 이외의 임의의 값을 취할 수도 있다. 따라서, 일반적인 경우에, 기준값은 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수가 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수와 동일하거나 작게 설정되어 있는 경우에 있어서 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격과 동일하게 설정된다.
한편, 특정 기록 밀도를 얻고자 할 때, 부 주사 방향에서의 피치를 증가시킴으로써 부 주사 방향에서의 측방향 배율을 감소시킬 필요가 있다. 이는 fi/fo의 비율을 감소시키는 상황에 대응하고, 여기서 fo는 물체(광원)의 측면에서의 초점 거리를 나타내고, fi는 상(주사면)의 측면에서의 초점 거리를 나타낸다. 기록 광학계에서, 이는 커플링 렌즈(502) 및 왜상 렌즈(anamorphic lens)(503) 사이의 초점 거리를 변경하는 프로세스에 대응한다.
한편, 큰 발광 영역 및 발산각의 영향에 기인하여, 측방향 배율을 변경시키는 것이 곤란하고, 따라서 커플링 렌즈(502)를 고정하고 왜상 렌즈(503)를 변경할 필요가 있다. 이에 의해, 왜상 렌즈(503)의 초점 거리(F)를 감소시킴으로써 배율의 감소가 유도되는데, 이는 N sinθ로 나타내는 NA(개구수)의 증가를 초래하고, 여기서 N은 굴절률을 나타낸다. 그러나, 이는 광학 빔의 과잉 집속 및 초점 깊이의 감소를 초래한다. 이와 관련하여, 광학계에 에러가 있을 때 빔 스폿 크기의 증가된 편차의 문제점이 발생한다. 이 문제점을 처리하기 위해, 개구를 좁게 함으로써 NA를 조정할 필요가 있는데, 이 접근법은 이용 가능한 광량의 감소를 초래하고 더 높은 광학 출력의 광원이 광학 기록의 동일한 프로세스를 성취하기 위해 요구된다. 따라서, 이 접근법은 기록 속도 및 기록 밀도를 증가시키기 위해 불리하다. 이 문제점을 해결하기 위해, 복잡한 광학계가 요구되고, 이러한 복잡한 광학계는 긴 광학 경로 길이를 특징으로 하고, 장치의 크기의 증가의 문제점을 발생시킨다.
DocuColor 1256GA, DocuColor 8000 Digital Press, DocuColor C6550I/C5540I, DocuColor 750I, 650I/550I, DocuColor f1100/a1100/a900 등과 같은 장치에 사용되는 통상의 면 발광 레이저 어레이는 8개의 행 및 4개의 열의 구성을 갖고, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 28 ㎛로 설정된다. 이에 의해, 수직으로 그려진 직선 사이의 간격(C)은 7μ이다(IEICE Electronics Society Meeting, 2004년, CS-3-4 참조). 이들 장치에 의해, 기록은 2400 dpi로 성취되고, 약 1.5배의 배율의 광학계가 사용된다. 이들 장치에 의해 4800 dpi의 해상도를 실현하기 위해, 0.75배와 같은 1 미만의 배율의 광학계를 사용하는 것이 필요한 결점이 발생한다.
대조적으로, C<5 ㎛일 때, 광학계가 1 이상(약 1.06)의 배율을 갖는 경우에도, 낮은 광학 출력을 사용하여 4800 dpi의 해상도를 갖는 고밀도 기록을 실현하는 것이 가능한데, 이는 종래에는 얻어지지 않았던 것이다. 또한, 2400 dpi의 해상도를 실현하는 경우에, 약 2.1의 배율을 갖는 광학계를 사용하는 것이 가능하다. 일본 특허 출원 공개 제2005-309301호에는, 면 발광 레이저 다이오드 소자가 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 주 주사 방향 및 부 주사 방향의 모두에서 30 ㎛로 설정되어 있는 6개의 행 및 6개의 열의 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 장치에 대해 개시되어 있다. 상기와 대조적으로, 본 발명은 부 주사 방향에서의 간격보다 크도록 주 주사 방향에서의 간격을 설정하고, C가 5 ㎛ 미만(C<5 ㎛)일 때에도 열적 간섭을 감소시키는 것이 가능하고, 출력의 저하 또는 수명의 감소를 억제하는 것이 가능해진다.
[제2 실시예]
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도이다. 도 13을 참조하면, 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(200)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36), 패드(51P 내지 86P) 및 상호 접속 패턴(W1 내지 W36)을 포함한다.
면 발광 레이저 어레이(1 내지 36)의 각각에서, 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 반사층(406) 및 선택 산화층(407)(도 2 참조)이 메사 구조체(mesa structure)를 형성한다. 또한, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이(200)에서, 메사 구조체는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)의 각각에 대해 각각의 에지에서 16 ㎛의 크기의 직사각형 형상을 갖는다.
여기서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)는 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100)와 유사하게 6개의 행 및 6개의 열의 형태로 배치된다. 또한, 패드(51P 내지 86P)가 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36) 주위에 배치된다. 상호 접속 패턴(W1 내지 W36)은 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)를 패드(51P 내지 86P)에 각각 접속한다. 상호 접속 패턴(W1 내지 W36)의 각각은 8 ㎛의 폭을 갖는다.
제2 실시예에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 19, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36)는 24 ㎛의 간격으로 부 주사 방향으로 정렬되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 36 ㎛의 간격으로 주 주사 방향으로 정렬된다.
이 경우, 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드가 8 ㎛(=24 ㎛-16 ㎛)의 간격으로 배치되고, 따라서 이러한 구조에 의해 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 상호 접속 패턴(W1 내지 W36)을 제공하는 것이 가능하지 않다.
한편, 주 주사 방향에 대해서는, 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 사이의 간격은 28 ㎛(=44 ㎛-16 ㎛)가 되고, 따라서 이러한 구조에 의해 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 상호 접속 패턴(W1 내지 W36)을 제공하는 것이 가능하다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200)에서, 6개의 행 및 6개의 열의 어레이를 형성하는 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 최외측 구역에 배치된 20개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 7, 12, 13, 18, 19, 24, 25, 30 내지 36)를 패드(51P 내지 57P, 62P, 63P, 68P, 69P, 74P, 75P, 80P 내지 86P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W1 내지 W7, W12, W13, W19, W24, W25, W80 내지 W86)은 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 제공되지 않고, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)의 어레이의 내부 구역에 배치된 16개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(8 내지 11, 14 내지 17, 20 내지 23, 26 내지 29)를 패드(58P 내지 61P, 64P 내지 67P, 70P 내지 73P, 76P 내지 79P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W8 내지 W11, W14 내지 W17, W20 내지 W23, W26 내지 W29)은 상기 상호 접속 패턴 중 하나 또는 두 개가 주 주사 방향으로 정렬된 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간 내에 배치되도록 배치된다.
더 구체적으로는, 상호 접속 패턴(W8 내지 W11, W14 내지 W17, W20 내지 W23, W26 내지 W29)은, 상호 접속 패턴 중 하나가 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 2) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 3) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(7, 8) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(8, 9) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(13, 14) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(15, 16) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(16, 17) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(17, 18) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(19, 20) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(21, 22) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(22, 23) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(23, 24) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(25, 26) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(26, 27) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(31, 32) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(32, 33) 사이에 제공되고, 상호 접속 패턴 중 두 개가 면 발광 레이저 다이오드 소자(10, 11) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(11, 12) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(27, 28) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(28, 29) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(29, 30) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(33, 34) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(34, 35) 사이에, 면 발광 레이저 다이오드 소자(35, 36) 사이에 제공되도록 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200)는 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)를 각각의 패드(51P 내지 86P)에 접속하는 상호 접속 패턴(W1 내지 W36)을 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간이 아니라 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 배치하는 특징을 갖는다.
이 특징에 의해, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 제공하는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 19, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36) 사이의 간격을 좁게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100B)를 사용하여 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도이다. 여기서, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 14에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(200A)일 수 있다. 도 14를 참조하면, 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(200A)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132), 패드(151P 내지 182P) 및 상호 접속 패턴(W41 내지 W72)을 포함한다.
면 발광 레이저 어레이(101 내지 132)의 각각에서, 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 반사층(406) 및 선택 산화층(407)(도 2 참조)이 메사 구조체를 형성한다. 또한, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이(200A)에서, 메사 구조체는 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)의 각각에 대해 각각의 에지에서 16 ㎛의 크기의 직사각형 형상을 갖는다.
여기서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)는 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100A)와 유사하게 4개의 행 및 8개의 열의 형태로 배치된다. 또한, 패드(151P 내지 182P)가 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132) 주위에 배치된다. 상호 접속 패턴(W41 내지 W72)은 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)를 패드(151P 내지 182P)에 각각 접속한다. 상호 접속 패턴(W41 내지 W72)의 각각은 8 ㎛의 폭을 갖는다.
제2 실시예에서, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(101, 109, 117, 125, 또는 102, 110, 118, 126, 또는 103, 111, 119, 127, 또는 104, 112, 120, 128, 또는 105, 113, 121, 129, 또는 106, 114, 122, 130, 또는 107, 115, 123, 131, 또는 108, 116, 124, 132)는 24 ㎛의 간격으로 배치되고, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132) 사이의 간격은 30 ㎛로 설정된다.
이 경우, 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드가 8 ㎛(=24 ㎛-16 ㎛)의 간격으로 배치되고, 따라서 이러한 구조에 의해 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 상호 접속 패턴(W41 내지 W72)을 제공하는 것이 가능하지 않다.
한편, 주 주사 방향에 대해서는, 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 사이의 간격은 14 ㎛(=30 ㎛-16 ㎛)가 되고, 따라서 이러한 구조에 의해 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 하나의 상호 접속 패턴을 제공하는 것이 가능하다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200A)에서, 4개의 행 및 8개의 열의 어레이를 형성하는 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)의 최외측 구역에 배치된 20개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109, 116, 117, 124, 125 내지 132)를 패드(151P 내지 159P, 166P, 167P, 174P, 175P 내지 182P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W41 내지 W49, W56, W57, W64, W65 내지 W72)은 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 구역에 제공되지 않고, 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)의 어레이의 내부 구역에 배치된 12개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(110 내지 115)를 패드(160P 내지 165P, 168P 내지 173P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W50 내지 W55, W68 내지 W78)은 하나의 상호 접속 패턴이 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공되도록 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200A)는 32개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)를 각각의 패드(151P 내지 182P)에 접속하는 상호 접속 패턴(W41 내지 W72)을 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간이 아니라 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 배치하는 특징을 갖는다.
이 특징에 의해, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 제공하는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 소자(101, 109, 117, 125, 또는 102, 110, 118, 126, 또는 103, 111, 119, 127, 또는 104, 112, 120, 128, 또는 105, 113, 121, 129, 또는 106, 114, 122, 130, 또는 107, 115, 123, 131, 또는 108, 116, 124, 132) 사이의 간격을 좁게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(200A)를 사용하여 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 15에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(200B)일 수 있다. 도 15를 참조하면, 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(200B)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240), 패드(241P 내지 280P) 및 상호 접속 패턴(W201 내지 W240)을 포함한다.
면 발광 레이저 어레이(201 내지 240)의 각각에서, 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 반사층(406) 및 선택 산화층(407)(도 2 참조)이 메사 구조체를 형성한다. 또한, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이(200B)에서, 메사 구조체는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)의 각각에 대해 각각의 에지에서 16 ㎛의 크기의 직사각형 형상을 갖는다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)는 4개의 행 및 10개의 열의 형태로 2차원으로 배치된다. 또한, 패드(241P 내지 280P)가 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240) 주위에 배치된다. 상호 접속 패턴(W201 내지 W240)은 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)를 패드(241P 내지 280P)에 각각 접속한다. 상호 접속 패턴(W201 내지 W240)의 각각은 8 ㎛의 폭을 갖는다.
제2 실시예에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 또는 210, 220, 230, 240)는 24 ㎛의 간격으로 부 주사 방향으로 정렬되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 또는 211 내지 220, 또는 221 내지 230, 또는 231 내지 240)는 30 ㎛의 간격으로 주 주사 방향으로 정렬된다.
이 경우, 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드가 8 ㎛(=24 ㎛-16 ㎛)의 간격으로 배치되고, 따라서 이러한 구조에 의해 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 상호 접속 패턴(W201 내지 W240)을 제공하는 것이 가능하지 않다.
한편, 주 주사 방향에 대해서는, 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 사이의 간격은 14 ㎛(=30 ㎛-16 ㎛)가 되고, 따라서 이러한 구조에 의해 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 하나의 상호 접속 패턴을 제공하는 것이 가능하다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200B)에서, 4개의 행 및 10개의 열의 어레이를 형성하는 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)의 최외측 구역에 배치된 20개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 220, 221, 230, 231 내지 240)를 패드(241P 내지 251P, 260P, 261P, 270P, 271P 내지 280P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W201 내지 W211, W220, W221, W230, W231 내지 W240)은 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 구역에 제공되지 않고, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)의 어레이의 내부 구역에 배치된 16개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(212 내지 219, 222 내지 229)를 패드(252P 내지 259P, 262P 내지 269P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W212 내지 W219, W222 내지 W229)은 하나의 상호 접속 패턴이 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공되도록 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200B)는 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)를 각각의 패드(241P 내지 280P)에 접속하는 상호 접속 패턴(W201 내지 W240)을 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간이 아니라 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 배치하는 특징을 갖는다.
이 특징에 의해, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 제공하는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 239, 또는 210, 220, 230, 240) 사이의 간격을 좁게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(200B)를 사용하여 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 16에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(200C)일 수 있다.
도 16을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(200C)는 도 15에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(200B)에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(239, 240), 패드(279P, 280P) 및 상호 접속 패턴(W239, W240)을 제거하는 구성을 갖는다. 이외에는, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(200C)는 면 발광 레이저 어레이(200B)와 동일하다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200C)에서, 38개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)가 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100B)의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)의 경우와 유사하게 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200C)는 38개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 238)를 각각의 패드(241P 내지 278P)에 접속하는 상호 접속 패턴(W201 내지 W238)을 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간이 아니라 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 배치하는 특징을 갖는다.
이 특징에 의해, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 제공하는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 또는 202, 212, 222, 232, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229 또는 210, 220, 230) 사이의 간격을 좁게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(200C)를 사용하여 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 17에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(200D)일 수 있다.
도 17을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(200D)는 도 15에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(200B)에 면 발광 레이저 다이오드 소자(241 내지 244), 패드(281P 내지 284P) 및 상호 접속 패턴(W241 내지 W244)을 추가한 구성을 갖는다. 이외에는, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(200D)는 면 발광 레이저 어레이(200B)와 동일하다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 244)는 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100C)의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 244)의 경우와 유사하게 배치된다. 상호 접속 패턴(W241 내지 W244)은 면 발광 레이저 다이오드 소자(241 내지 244)를 패드(281P 내지 284P)에 각각 접속한다.
그 결과, 상호 접속 패턴(W219)은 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(209, 210) 사이와 면 발광 레이저 다이오드 소자(241, 242) 사이에 배치되고, 상호 접속 패턴(W222)은 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(231, 232) 사이와 면 발광 레이저 다이오드 소자(243, 244) 사이에 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200D)는 44개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 244)를 각각의 패드(241P 내지 284P)에 접속하는 상호 접속 패턴(W201 내지 W244)을 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간이 아니라 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 배치하는 특징을 갖는다.
이 특징에 의해, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 제공하는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 211, 221, 231, 243, 또는 202, 212, 222, 232, 244, 또는 203, 213, 223, 233, 또는 204, 214, 224, 234, 또는 205, 215, 225, 235, 또는 206, 216, 226, 236, 또는 207, 217, 227, 237, 또는 208, 218, 228, 238, 또는 209, 219, 229, 241, 또는 210, 220, 230, 242) 사이의 간격을 좁게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(200D)를 사용하여 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 18은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 또 다른 평면도이다. 여기서, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 18에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(200E)일 수 있다. 도 18을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(200E)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340), 패드(341P 내지 380P) 및 상호 접속 패턴(W301 내지 W340)을 포함한다.
면 발광 레이저 어레이(301 내지 340)의 각각에서, 캐비티 스페이서 층(403), 활성층(404), 캐비티 스페이서 층(405), 반사층(406) 및 선택 산화층(407)(도 2 참조)이 메사 구조체를 형성한다. 또한, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이(200E)에서, 메사 구조체는 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)의 각각에 대해 각각의 에지에서 16 ㎛의 크기의 직사각형 형상을 갖는다.
여기서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)는 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100D)와 유사하게 4개의 행 및 10개의 열의 형태로 배치된다. 또한, 패드(241P 내지 280P)가 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340) 주위에 배치된다. 상호 접속 패턴(W201 내지 W240)은 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)를 패드(241P 내지 280P)에 각각 접속한다. 상호 접속 패턴(W301 내지 W340)의 각각은 8 ㎛의 폭을 갖는다.
제2 실시예에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(301, 311, 321, 331, 또는 302, 312, 322, 332, 또는 303, 313, 323, 333, 또는 304, 314, 324, 334, 또는 305, 315, 325, 335, 또는 306, 316, 326, 336, 또는 307, 317, 327, 337, 또는 308, 318, 328, 338, 또는 309, 319, 329, 339, 또는 310, 320, 330, 340)는 24 ㎛의 간격으로 부 주사 방향으로 정렬되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 310, 또는 311 내지 320, 또는 321 내지 330, 또는 331 내지 340)는 30 ㎛의 간격으로 주 주사 방향으로 정렬된다.
이 경우, 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드가 8 ㎛(=24 ㎛-16 ㎛)의 간격으로 배치되고, 따라서 이러한 구조에 의해 부 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 상호 접속 패턴(W301 내지 W340)을 제공하는 것이 가능하지 않다.
한편, 주 주사 방향에 대해서는, 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 사이의 간격은 14 ㎛(=30 ㎛-16 ㎛)가 되고, 따라서 이러한 구조에 의해 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 하나의 상호 접속 패턴을 제공하는 것이 가능하다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200B)에서, 4개의 행 및 10개의 열의 어레이를 형성하는 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 311, 320, 321, 330, 331 내지 340)의 최외측 구역에 배치된 24개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 311, 320, 321, 330, 331 내지 340)를 패드(341P 내지 351P, 360P, 361P, 370P, 371P 내지 380P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W301 내지 W311, W320, W321, W330, W331 내지 W340)은 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 구역에 제공되지 않고, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)의 어레이의 내부 구역에 배치된 16개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(313 내지 319, 322 내지 329)를 패드(352P 내지 359P, 362P 내지 369P)에 각각 접속하는 상호 접속 패턴(W312 내지 W319, W322 내지 W329)은 하나의 상호 접속 패턴이 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공되도록 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(200E)는 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 340)를 각각의 패드(341P 내지 380P)에 접속하는 상호 접속 패턴(W301 내지 W340)을 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간이 아니라 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 공간에 배치하는 특징을 갖는다.
이 특징에 의해, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 제공하는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 소자(301, 311, 321, 331, 또는 302, 312, 322, 332, 또는 303, 313, 323, 333, 또는 304, 314, 324, 334, 또는 305, 315, 325, 335, 또는 306, 316, 326, 336, 또는 307, 317, 327, 337, 또는 308, 318, 328, 338, 또는 309, 319, 329, 339, 또는 310, 320, 330, 340) 사이의 간격을 좁게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 면 발광 레이저 어레이(200E)를 사용하여 고밀도 광학 기록을 성취하는 것이 가능해진다.
도 19는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이에서의 상호 접속 패턴의 레이아웃을 상세히 설명하는 도면이다. 도 19에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36), 상호 접속 패턴(W1 내지 W36) 및 패드(51P 내지 86P) 중에서, 단지 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 24), 상호 접속 패턴(W1 내지 W24) 및 패드(51P 내지 74P)만이 도시되어 있다는 것을 주목해야 한다.
도 19를 참조하면, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 24)에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 7, 12, 13, 18 내지 24)에 각각 접속된 상호 접속 패턴(W1 내지 W7, W12, W13, W18 내지 W24)은 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치되지 않고 패드(51P 내지 57P, 62P, 63P, 68P 내지 74P)에 각각 접속된다.
한편, 어레이의 내부 구역의 면 발광 레이저 다이오드 소자(8 내지 11, 14 내지 27)에 각각 접속된 상호 접속 패턴(W8 내지 W11, W14 내지 W17)은 주 주사 방향으로 정렬된 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치됨으로써 패드(58P 내지 61P, 64P 내지 69P)에 접속된다. 이 경우, 상호 접속 패턴(W8)은 상호 접속 패턴(W8A, W8B)을 포함하고, 상호 접속 패턴(W8A)은 주 주사 방향으로 연장함으로써 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속되고, 상호 접속 패턴(W8B)은 주 주사 방향으로 연장함으로써 상호 접속 패턴(W8A)에 접속된다.
따라서, 상호 접속 패턴(W8)은 먼저 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)로부터 주 주사 방향으로 연장되고, 이어서 주 주사 방향으로 정렬된 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 구역을 통과함으로써 주 주사 방향에 대해 수직인 부 주사 방향으로 패드(58P)를 향해 연장된다. 상호 접속 패턴(W9 내지 W11, W14 내지 W17)의 각각은 상호 접속 패턴(W8)에 유사하게 제공된다.
따라서, 상호 접속 패턴(W8 내지 W11, W14 내지 W17)의 각각은 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 구역을 통과하도록 배치된다.
도 20a 내지 도 20c는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 상호 접속 패턴의 레이아웃을 상세히 설명하고 있는 도면이다.
도 20a 내지 도 20c를 참조하면, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(8)의 메사 구조체가 직사각형 형상을 갖는 경우에, 상호 접속 패턴(W8)은 부 주사 방향으로 연장하는 직선(40)에 평행한 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)의 에지(8A)로부터 연장되도록 제공될 수 있다. 따라서, 상호 접속 패턴(W8)은 소자(8)의 에지(8A)에 접속되는 한 임의의 방향으로부터 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속될 수 있다. 또한, 상호 접속 패턴(W8)은 부 주사 방향으로 연장되는 직선에 평행한 에지(8B)에 접속되도록 배치될 수도 있다.
도 21a 및 도 21b는 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 레이아웃을 상세히 설명하고 있는 도면이다.
이하, 상호 접속 패턴의 레이아웃이 도 19에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 24)가 원형 형상의 구조체를 갖는 경우에 대해 도 21a 및 도 21b를 참조하여 설명될 것이다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8, 14)가 부 주사 방향으로 연장되는 직선을 따라 배치되는 경우에는, 상호 접속 패턴(W8)은 두 개의 직선(43, 44) 사이의 방향으로부터 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속되도록 배치된다. 도 21a를 참조하라.
주 주사 방향에 평행한 x-축 및 부 주사 방향에 평행한 y-축을 갖는 x-y 직교 좌표계에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)는 좌표계의 원점에 배치되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 14)는 y-축 상에서 거리(b)만큼 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)로부터 편위된 위치에 배치된다.
이 경우, 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)의 중심을 통과하고 면 발광 레이저 다이오드 소자(2)에 접선인 직선(43)은 y=ax로 표현되고, 직선(43)에 대해 수직으로 가로지르는 직선(45)은 y=-x/a+b로 표현된다.
이 경우, 직선(43)과 직선(45)의 교점(A)의 좌표는 [ab/(a2+1), a2b/(a2+1)]로서 주어진다.
전술된 바와 같이, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8) 사이의 간격과 면 발광 레이저 다이오드 소자(8, 14) 사이의 간격은 24 ㎛로 설정되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8, 14)의 직경이 16 ㎛로 설정되기 때문에, b=24 ㎛가 성립되고, 점(A, B) 사이의 거리는 8 ㎛로 주어진다. b=24 ㎛의 관계를 사용함으로써, 점(A, B) 사이에 8 ㎛의 거리를 제공하는 파라미터(a)는 a=2(2)1/2로 주어진다.
그 결과, 직선(43)과 x-축 사이의 각도(θ1)는 약 70°가 된다. 직선(44)은 x-축에 대해 직선(43)에 대칭으로 배치되기 때문에, x-축에 대해 직선(44)에 의해 형성된 각도(θ2)는 또한 약 70°의 값을 취한다. 따라서, x-축의 양의 방향(positive direction)을 0°로 정의함으로써, 상호 접속 패턴(W8)은, 상호 접속 패턴(W8)의 전체가 상호 접속 패턴(W8)의 선폭을 고려함으로써 -70°내지 +70°의 범위 내에 배치되도록 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속될 수 있다. 또한, 상호 접속 패턴(W8)은, 상호 접속 패턴(W8)의 전체가 상호 접속 패턴(W8)의 선폭을 고려함으로써 110°내지 250°의 범위 내에 배치되도록 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속될 수 있다.
도 22a 및 도 22b는 또한 본 발명의 면 발광 레이저 다이오드 어레이의 상호 접속 패턴의 레이아웃을 더 상세히 설명하고 있는 도면이다. 이하, 상호 접속 패턴의 레이아웃이 도 19에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 24)가 원형 형상의 구조체를 갖는 경우에 대해 도 22a 및 도 22b를 참조하여 설명될 것이다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8, 14)가 부 주사 방향으로 연장되는 직선을 따라 배치되는 경우에는, 상호 접속 패턴(W8)은 두 개의 직선(46, 47) 사이의 방향으로부터 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속되도록 배치된다. 도 22a를 참조하라. 여기서, 직선(46, 47)은 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)의 중심으로부터 연장되고 선폭 방향으로 상호 접속 패턴(W8)의 중앙부를 통과하는 직선이다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8, 14)는 도 21a 및 도 1b의 경우와 유사하게 배치되고, 도 21a 및 도 21b의 경우와 유사하게 x-y 직교 좌표계를 정의한다.
이 경우, 직선(46)은 y=cx로 표현되고, 직선(46)을 수직으로 가로지르는 직선(48)은 y=-x/c+b로 표현된다. 그 결과, 직선(46)과 직선(48)의 교점(C)의 좌표는 [cb/(c2+1), c2b/(c2+1)]로서 주어진다.
전술된 바와 같이, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8) 사이의 간격과 면 발광 레이저 다이오드 소자(8, 14) 사이의 간격은 24 ㎛로 설정되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 8, 14)의 직경이 16 ㎛로 설정되기 때문에, 그리고 상호 접속 패턴(W8)의 선폭이 8 ㎛로 설정되기 때문에, b=24 ㎛가 성립되고, 점(B, C) 사이의 거리는 8 ㎛가 된다. c=24 ㎛의 관계를 사용함으로써, 점(B, C) 사이에 12 ㎛의 거리를 제공하는 파라미터(c)는 c=3(2)1/2로 주어진다.
그 결과, 직선(46)과 x-축 사이의 각도(θ3)는 약 60°가 된다. 직선(47)은 x-축에 대해 직선(46)에 대칭으로 배치되기 때문에, x-축에 대해 직선(47)에 의해 형성된 각도(θ4)는 또한 약 60°의 값을 취한다. 따라서, x-축의 양의 방향을 0°로 정의함으로써, 상호 접속 패턴(W8)은, -60°내지 +60°의 각도를 형성하는 방향으로부터 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속될 수 있다. 또한, 상호 접속 패턴(W8)은, 120°내지 240°의 범위의 각도를 형성하는 방향에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(8)에 접속될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
상호 접속 패턴(W9 내지 W11, W14 내지 W17)의 각각은 전술된 상호 접속 패턴(W8)과 유사하게 제공된다.
부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 24 ㎛ 이외의 값을 갖고 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 24)의 메사 구조체의 직경이 16 ㎛ 이외의 값을 갖고 상호 접속 패턴(W1 내지 W24)의 선폭이 8 ㎛ 이외의 값을 갖는 경우, 면 발광 레이저 다이오드 소자(8 내지 11, 14 내지 17)에 접속된 상호 접속 패턴(W8 내지 W11, W14 내지 W17)의 레이아웃은 전술된 프로세스와 유사하게 결정된다.
또한, 상기 설명은 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 배치하지 않고 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 하나 또는 두 개의 상호 접속 패턴을 배치하는 경우에 대해 이루어졌지만, 본 발명은 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 상호 접속 패턴을 배치하지 않으면서 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 3개 이상의 상호 접속 패턴을 배치하는 경우에도 또한 적용 가능하다. 또한, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된 상호 접속 패턴의 수는 주 주사 방향에서의 면 발광 레이저 어레이의 크기에 기초하여 결정된다.
또한, m개의 행 및 n개의 열의 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 어레이에서 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 단일의 상호 접속 패턴을 배치하는 경우에, m은 2 내지 4의 범위에 있다. 또한, m=2이고 n=3인 경우에는, 어레이의 내부 구역에 하나의 면 발광 레이저 다이오드 어레이가 존재하고, 하나의 상호 접속 패턴이 주 주사 방향에서 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공된다. 따라서, m이 2 내지 4의 범위에 있는 m개의 행 및 n개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 어레이가 존재하는 경우, 적어도 하나의 상호 접속 패턴이 주 주사 방향으로 서로 인접한 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된다.
상기에서는, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 어레이를 이용함으로써 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 고밀도 배열을 가능하게 하는 제1 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E)에서의 상호 접속 패턴의 레이아웃 방법에 대해 설명되었다. 따라서, 본 실시예에서는, 주 주사 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선이 부 주사 방향으로 균일한 간격으로 형성되도록, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격을 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격보다 좁게 설정함으로써, 그리고 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 작게 설정함으로써, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 어레이에서의 각각의 대응 패드에 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 각각 접속하는 복수의 상호 접속 패턴을 배치하는 방법에 대해 설명되었다.
그러나, 제2 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니고, 또한 상호 접속 패턴이 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공되지 않고 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 제공되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 고밀도 어레이를 형성하는 임의의 면 발광 레이저 다이오드 어레이를 포함한다. 이 경우, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자는, 주 주사 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 복수의 직선이 부 주사 방향에서 균일한 간격으로 형성되도록 배치된다.
[응용예]
도 23은 도 8에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 광학 주사 장치의 구조를 도시하고 있는 개략도이다.
도 23을 참조하면, 광학 주사 장치(500)는 광원(501), 커플링 렌즈(502), 개구(504), 왜상 렌즈(503), 다각형 미러(505), 편향기측 주사 렌즈(506), 상면측(image-side) 주사 렌즈(507), 방진 글라스 커버(508), 상면 글라스 플레이트(508), 상면(509), 방음 글라스(510) 및 더미 미러(dummy mirror)(511)를 포함한다.
광원(501)은 도 8에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100B)를 포함한다. 따라서, 광원(501)은 광학 빔 번들의 형태의 36개의 광학 빔을 생성하고, 이와 같이 형성된 광학 빔은 커플링 렌즈(502)에 입사되어 약간의 발산광으로 변환된다. 광학 빔은 이어서 개구를 통과하고 왜상 렌즈(503)에 입사된다.
왜상 렌즈(503)에 이와 같이 입사된 각각의 광학 빔은 이어서 왜상 렌즈에서 수평 주사 방향에서 평행 빔으로 변환되고, 부 주사 방향에 대해서는 왜상 렌즈는 다각형 미러(505)의 부근에서 구역에 광학 빔을 집속한다. 그 후에, 광학 빔은 개구(504), 더미 미러(511) 및 방음 글라스(510)를 경유하여 다각형 미러(505)에 입사된다.
또한, 광학 빔은 다각형 미러에 의해 편향되어 방음 글라스(508)를 경유하여 편향기측 주사 렌즈(506) 및 상면측 주사 렌즈(507)에 의해 상면(509)에 집속된다.
광원(501) 및 커플링 렌즈(502)는 알루미늄으로 형성된 동일한 부재에 고정된다.
광원(501)은, 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 직선(L15 내지 L24)이 부 주사 방향으로 동일한 간격으로 형성되도록 10개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 210, 211 내지 220, 221 내지 230, 231 내지 240)를 내부에 포함하는 면 발광 레이저 어레이(100B)로 형성되기 때문에, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)에 대한 턴온 타이밍을 적합하게 조정함으로써 광원이 부 주사 방향으로 동일한 간격으로 감광체 상에 정렬되는 경우와 동일한 구성을 실현하는 것이 가능해진다.
또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 240)의 간격(C1) 및 광학계의 배율을 조정함으로써 부 주사 방향에서의 기록 도트의 간격을 조정하는 것이 가능하다. 따라서, 디바이스 간격(C2)이 전술된 바와 같이 2.4 ㎛로 고정되는 광원(501)에 대해 40개의 채널의 면 발광 레이저 어레이(100B)를 사용하는 경우에, 광학계의 배율을 약 2.2로 설정함으로써 4800 dpi(dot/inch)의 고밀도 기록을 얻는 것이 가능하다. 또한, 더 높은 기록 밀도는 주 주사 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 증가시킴으로써 또는 부 주사 방향으로 정렬된 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격(d)을 더 감소시키고 간격(C2)을 더 감소시킴으로써 또는 광학계의 배율을 저하시킴으로써 또한 가능하다. 이 경우, 주 주사 방향에서의 기록 간격은 광원(501)의 턴온 타이밍을 조정함으로써 용이하게 제어될 수 있다.
따라서, 광학 주사 장치(500)에 의해, 동시에 40개의 도트를 기록하는 것이 가능하고, 이에 의해 고속 인쇄를 성취하는 것이 가능해진다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100B)의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 더 증가시킴으로써, 더 높은 인쇄 속도가 얻어질 수 있다.
또한, 면 발광 레이저 어레이(100B)의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)를 사용함으로써, 면 발광 레이저 어레이(100B)의 수명이 상당히 향상되고, 기록 유닛 또는 광원 유닛을 재사용하는 것이 가능해진다.
또한, 광학 주사 장치(500)에 의해, 도 7에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100A)에 의해 광원(501)을 구성하는 것이 가능하다. 이 경우, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(101, 109, 117, 125, 또는 102, 110, 118, 126, 또는 103, 111, 119, 127, 또는 104, 112, 120, 128, 또는 105, 113, 121, 129, 또는 106, 114, 122, 130, 또는 107, 115, 123, 131, 또는 108, 116, 124, 132)는 18.4 ㎛의 간격으로 배치되고, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 108, 또는 109 내지 116, 또는 117 내지 124, 또는 125 내지 132) 사이의 간격은 30 ㎛로 설정된다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(101 내지 132)의 각각에서, 발광 구역의 직경은 4 ㎛로 설정된다.
광학 주사 장치(500)에 사용된 광학계의 데이터는 이하와 같이 제시될 수 있다.
커플링 렌즈(502)의 양 표면은 이하의 식으로 표현된다.
Figure 112007094065713-pct00001
수학식 1에서, x는 렌즈 표면의 X-좌표(광축 방향)를 나타내고, h는 광축으로부터의 거리(주 주사 방향에서의 좌표)를 나타내고, R은 근축 곡률(near axis curvature)을 나타내고, K는 원추 상수이고, A4, A6, A8 및 A10은 고차 계수이다.
커플링 렌즈(502)의 제1 표면에서, R=98.97 mm, K=-18.9, A4=-2.748510×10-6, A6=7.513797×10-7, A8=-5.817478×10-8, A10=-2.475370×10-9의 관계가 성립한다.
커플링 렌즈(502)의 제2 표면에서, R=-31.07 mm, K=-0.35, A4=-1.210×10-6, A6=6.782×10-7, A8=2.523×10-8, A10=-4.670×10-9의 관계가 성립한다.
또한, 커플링 렌즈(502)는 1.5119의 굴절률을 갖는다. 여기서, d1은 42.39 mm(d1=42.39 mm)이고, 1.5112의 굴절률 및 0.3 mm의 두께를 갖는 커버 글라스가 이들 사이에 삽입된다. 또한, d2는 3.8 mm(d2= 3.8 mm)이다.
왜상 렌즈(503)는 제1 표면에 대한 부 주사 방향에서의 파워(power)를 갖는 원통형 표면과, 제2 표면에 대한 주 주사 방향에서의 파워를 갖는 원통형 표면을 갖는다. 제1 표면은 부 주사 방향에서 55 mm의 곡률 반경과, 주 주사 방향에서 -500 mm의 곡률 반경을 갖는다. 여기서, d3는 117.2 mm이고, d4는 3 mm(d3=117.2 mm, d4=3 mm)이다.
개구(504)는 58.2 mm의 거리만큼 편향기측 주사 렌즈(506)의 측면에서 왜상 렌즈(503)의 제2 표면으로부터 편위된 위치에 동시에 커플링 렌즈(502)의 후방 초점과 비교하여 편향기측 주사 렌즈(506)에 근접하여 배치된다. 또한, d5는 120.2 mm(d5=120.2 mm)이다.
왜상 렌즈(504)와 다각형 미러(505) 사이, 그리고 다각형 미러(505)와 편향기측 주사 렌즈(506) 사이에는, 1.9 mm의 두께 및 1.5112의 굴절률의 방음 글라 스(510)가 배치된다.
다각형 미러(505)는 내접원에 대해 7 mm의 반경을 갖는 4면 미러이다. 또한, d6=36.7 mm, d7=101.9 mm, d9=3 mm, d10=138.2 mm의 관계가 성립한다.
방진 글라스(508)는 1.5112의 굴절률 및 1.9 mm의 두께를 갖는다.
표 2는 광학 주사 장치(500)의 광학계를 구성하는 다양한 구성 요소에 있어서의 곡률 반경, 광학계 구성 요소 사이의 거리 및 굴절률을 나타내고 있다.
Rm Rs D n
광학 편향기
(회전축)		 - - 36.7 -
주사 렌즈(406)
(제1 표면)		 -110.142 -472.788 8 -1.524
주사 렌즈(406)
(제2 표면)		 -57.939 -500. 101.9
주사 렌즈(407)
(제1 표면)		 -5000. 93.8 3 1.524
주사 렌즈(407)
(제2 표면)		 724.16 -60.71 138.2
주사면 - - - -
표 2에서, Rm은 주 주사 방향에서의 근축 곡률 반경을 나타내고, Rs는 부 주사 방향에서의 근축 곡률 반경을 나타내고, D는 광학 소자 사이의 거리를 나타내고, 이들 모두 밀리미터의 단위로 표현되어 있다.
편향기측 주사 렌즈(506) 및 상면측 주사 렌즈(507)의 각각에서, 표면은 주 주사 방향에서 수학식 1에 의해 정의된 비원호의 형상의 비구형 표면으로 형성되고, 표면은 부 주사 단면 평면(광축에 대해 또한 부 주사 방향에 대해 평행하게 취한 가상 단면) 내에서는 이하의 수학식 (2)에 따라 곡률 반경이 변화하는 구형의 표면이라는 것을 주목해야 한다.
수학식은 부 주사 단면 평면 내에서 주 주사 방향에서 곡률 반경[Cs(Y)](Y는 광축에 대해 설정된 원점으로부터 측정된 바와 같은 주 주사 방향에서의 좌표임)을 나타내고, 수학식은 광축 및 또한 계수(B1 내지 B3)를 포함하는 부 주사 단면 평면에 대해 정의된 곡률 반경[Rs(0)]을 포함한다.
Figure 112007094065713-pct00002
표 3은 편향기측 주사 렌즈(506)의 입사측 표면에 대한 계수를 나타내고 있다.
계수
(주 주사 방향)		 계수
(부 주사 방향)
K 0.000000+00 B1 0
A4 -3.87482×10-7 B2 0
A6 6.88714×10-10 B3 0
A8 -3.02912×10-13 B4 0
A10 -1.381964×10-16 B5 0
A12 4.973160×10-20 B6 0
B7 0
B8 0
표 4는 편향기측 주사 렌즈(506)의 출사측 표면에 대한 계수를 나타내고 있다.
계수
(주 주사 방향)		 계수
(부 주사 방향)
K 0.000000+00 B1 6.44465×10-6
A4 1.46716×10-7 B2 -2.76702×10-6
A6 2.24364×10-10 B3 -1.17939×10-8
A8 -1.24578×10-14 B4 -7.27004×10-9
A10 5.54989×10-18 B5 3.88316×10-11
A12 -8.15818×10-20 B6 -5.12653×10-12
B7 -3.86625×10-14
B8 1.12285×10-14
표 5는 상면측 주사 렌즈(507)의 입사측 표면에 대한 계수를 나타내고 있다.
계수
(주 주사 방향)		 계수
(부 주사 방향)
K 0.000000+00 B1 4.98759×10-7
A4 9.47700×10-8 B2 -9.40784×10-7
A6 -7.06270×10-12 B3 5.11005×10-11
A8 1.70056×10-16 B4 7.50683×10-11
A10 -6.11408×10-20 B5 -5.15221×10-15
A12 3.00776×10-24 B6 -4.81012×10-15
B7 -1.46189×10-19
B8 7.21434×10-19
B10 -2.53749×10-23
또한, 표 6은 상면측 주사 렌즈(507)의 출사측 표면에 대한 계수를 나타내고 있다.
계수
(주 주사 방향)		 계수
(부 주사 방향)
K 0.000000+00 B1 0
A4 -5.56255×10-8 B2 2.09875×10-7
A6 5.42541×10-12 B3 0
A8 -6.15064×10-16 B4 0
A10 -2.44542×10-20 B5 0
A12 1.76451×10-24 B6 0
B7 0
B8 0
여기서, 개구(504)는 주 주사 방향으로 5.5 mm 및 부 주사 방향으로 1.18 mm의 크기를 갖는 직사각형 형상을 갖는 것으로 가정한다.
표 7은 빔 스폿 크기를 나타낸다.
화상 높이 주 주사(㎛) 부 주사(㎛)
-161.5 54.12 56.48
-150 53.49 55.90
-100 53.54 55.65
-50 52.80 54.71
0 52.33 54.08
50 52.86 54.73
100 53.51 55.67
150 53.38 55.88
161.5 54.24 56.46
수차는 만족스럽게 보정되고, 표 7의 결과로부터 빔 스폿이 만족스럽게 보정되는 것을 지시하고 있다는 것을 알 수 있다.
이 경우, 광원[=면 발광 레이저 어레이(100B)]와 주사면 사이에서 주 주사 방향에서의 측방향 배율을 βm이라 하고, 부 주사 방향에서의 측방향 배율을 βs라 할 때 ｜βm｜=4.9, ｜βs｜=2.3이 성립하고, ｜βm｜>｜βs｜의 관계가 성립한다.
따라서, 주사면 상에서 4800 dpi의 주사선 간격을 얻는 것이 가능하다.
따라서, 광원(502)에 대해 본 발명의 면 발광 레이저 어레이(100B)를 사용함으로써, 주사선에 대해 높은 주사 밀도를 성취하는 것이 가능하다.
또한, 광학 주사 장치(500)에서, 광원(501)은 면 발광 레이저 어레이(100B) 대신에 면 발광 레이저 어레이(100, 100A, 100C, 100D, 100E, 200, 200A, 200B, 200C, 200D, 200E) 중 임의의 하나로 형성될 수 있다.
도 24는 레이저 프린터를 도시하고 있는 개략도이다.
도 24를 참조하면, 레이저 프린터(600)는 감광 드럼(601), 광학 주사 장치(602), 대전 유닛(604), 현상 유닛(605), 전사 유닛(606) 및 정착 유닛(607)을 포함한다.
여기서, 광학 주사 장치(602), 세척 유닛(603), 대전 유닛(604), 현상 유닛(605), 전사 유닛(606) 및 정착 유닛(607)은 감광 드럼(601) 주위에 배치된다.
광학 주사 장치(602)는 도 23에 도시되어 있는 광학 주사 장치(500)를 포함하고, 전술된 프로세스에 따라 복수의 레이저 빔을 사용하여 감광 드럼(601) 상에 잠상을 형성한다. 세척 유닛(603)은 감광 드럼(601) 상에 잔류하는 토너를 제거한다.
대전 유닛(604)은 감광 드럼(601)의 표면을 대전한다. 현상 유닛(605)은 감광 드럼(601)의 표면 상에 토너를 제공하고, 광학 주사 장치(602)에 의해 그 상부에 형성된 잠상의 토너 현상을 실시한다.
전사 유닛(606)은 토너 화상을 전사한다. 정착 유닛(607)은 전사된 토너 화상을 정착한다.
일련의 작동이 레이저 프린터(600)에서 시작될 때, 대전 유닛(604)은 감광 드럼(601)의 표면을 대전하고 복수의 레이저 빔을 사용하여 감광 드럼 상에 잠상을 형성한다. 또한, 현상 유닛(605)은 광학 주사 장치(602)에 의해 형성된 잠상에 토너 현상을 실시하고, 전사 유닛(606)은 이와 같이 현상된 토너 화상을 전사한다. 또한, 정착 유닛(607)은 전사된 토너 화상을 정착한다. 이에 의해, 토너 화상은 기록 용지(608) 상에 전사되고, 여기서 토너 화상은 정착 유닛(607)에 의해 기록 용지(608) 상에 열 정착되고, 이에 의해 전자 사진 화상의 형성이 완료된다.
한편, 감광 드럼(601) 상의 잠상을 소거하기 위한 제전 유닛(도시 생략)이 제공되고, 세척 유닛(603)이 감광 드럼(601) 상에 잔류하는 토너를 제거한다. 이에 의해, 일련의 작동이 완료되고, 상기 프로세스를 반복함으로써 다수의 전자 사진 화상을 연속적으로 고속으로 제공하는 것이 가능하다.
레이저 프린터(600)는 "화상 형성 장치"를 구성한다는 것을 주목해야 한다.
도 25는 화상 형성 장치의 개략도이다.
도 25를 참조하면, 화상 형성 장치(700)는 감광체(1Y, 1M, 1C, 1K), 대전 유닛(2Y, 2M, 2C, 2K), 현상 유닛(4Y, 4M, 4C, 4K), 세척 유닛(5Y, 5M, 5C, 5K), 전사 대전 유닛(6Y, 6M, 6C, 6K), 정착 유닛(710), 기록 유닛(720) 및 전사 벨트(730)를 포함한다. 여기서, Y는 옐로우를 나타내고, M은 마젠타를 나타내고, C는 시안을 나타내고, K는 블랙을 나타낸다.
감광체(1Y, 1M, 1C, 1K)는 각각의 화살표의 방향으로 각각 회전되고, 대전 유닛(2Y, 2M, 2C, 2K), 현상 유닛(4Y, 4M, 4C, 4K), 전사 대전 유닛(6Y, 6M, 6C, 6K) 및 세척 유닛(5Y, 5M, 5C, 5K)이 회전 방향에서 각각 제공되어 있다.
대전 유닛(2Y, 2M, 2C, 2K)은 감광체(1Y, 1M, 1C, 1K)의 표면을 각각 균일하게 대전하는 대전 부재이다. 여기서, 정전 잠상이 기록 유닛(720)[=광학 주사 장치(500)]에 의해 대전 유닛(2Y, 2M, 2C, 2K)과 현상 유닛(4Y, 4M, 4C, 4K) 사이에 각각 배치된 그의 부분에 대해 감광체(1Y, 1M, 1C, 1K)의 각각의 표면 상에 형성된다. 또한, 현상 유닛(4Y, 4M, 4C, 4K)은 정전 화상에 기초하여 감광체(1Y, 1M, 1C, 1K)의 표면 상에 토너 화상을 형성한다. 또한, 전사 대전 유닛(6Y, 6M, 6C, 6K)은 기록 용지(740)로의 각각의 컬러의 토너 화상의 전사를 실시하고, 이와 같이 전사된 컬러 토너 화상은 정착 유닛(710)에 의해 기록 용지(740) 상에 최종적으로 정착된다.
기계적 에러 등에 기인하여 컬러 화상이 적절하게 정렬되지 않는 경우가 있을 수 있지만, 고밀도 화상을 형성하는 것이 가능한 화상 형성 장치(700)는 기록 유닛(720)에 사용된 면 발광 레이저 어레이 내의 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 턴온 순서를 변경함으로써 이러한 컬러 오정렬의 문제점을 용이하게 취급할 수 있다.
[제3 실시예]
도 26은 본 발명의 제3 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100J)의 평면도이다.
도 26을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100J)는 이전 실시예의 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 각각 형성된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)를 포함한다.
이전 실시예의 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100)와 유사하게, 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)는 6개의 행 및 6개의 열의 형태로 2차원으로 배치된다. 여기서, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 29, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36)는 부 주사 방향으로 정렬되고, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 36개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)로부터 방출된다.
또한, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 면 발광 레이저 어레이(100)의 중앙부의 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(X1)으로 주 주사 방향으로 정렬되고, 두 개의 서로 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 면 발광 레이저 어레이(100)의 주연부에서 X2(X<1)로 설정된다. 따라서, 면 발광 레이저 어레이(100J)의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(3, 4, 또는 9, 10, 또는 15, 16, 또는 21, 22, 또는 27, 28, 또는 33, 34) 사이의 간격은 간격(X1)으로 설정되고, 면 발광 레이저 어레이(100)의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 2, 또는 5, 6, 또는 7, 8, 또는 11, 12, 또는 13, 14, 또는 17, 18, 또는 19, 20, 또는 23, 24, 또는 25, 26, 또는 29, 30, 또는 31, 32, 또는 35, 36)는 간격(X2)으로 설정된다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(2, 3, 또는 4, 5, 또는 8, 9, 또는 10, 11, 또는 14, 15, 또는 16, 17, 또는 20, 21, 또는 22, 23, 또는 26, 27, 또는 28, 29, 또는 32, 33, 또는 34, 35) 사이의 간격은 간격(X1)과 간격(X2)의 중간의 간격(X3)으로 설정된다.
이 경우, 간격(X1)은 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 정렬되어 있는 간격보다 크게 설정되고, 간격(X2)은 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 정렬되어 있는 간격보다 작게 설정된다. 또한, 간격(X1)은 예를 들면 50 ㎛로 설정되고, 간격(X2)은 예를 들면 25 ㎛로 설정되고, 간격(X3)은 예를 들면 35 ㎛로 설정된다.
또한, 부 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 29, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36)에서, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 일정하게 간격(d)으로 설정된다. 여기서, d는 예를 들면 30 ㎛(d=30 ㎛)로 설정될 수 있다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(40)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선(L1 내지 L6)은 부 주사 방향으로 동일한 간격(C)으로 형성되고, 간격(C)은 C=d/6으로 결정된다. 도 26에 도시되어 있는 예에서, C=30/6=5 ㎛이다.
마찬가지로, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 19 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)의 각각의 중심으로부터 직선(40)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선은 부 주사 방향에서 간격(C)인 동일한 간격으로 형성된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(100J)에서, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1, 7, 13, 29, 25, 31, 또는 2, 8, 14, 20, 26, 32, 또는 3, 9, 15, 21, 27, 33, 또는 4, 10, 16, 22, 28, 34, 또는 5, 11, 17, 23, 29, 35, 또는 6, 12, 18, 24, 30, 36)는 동일한 간격(d)으로 배치되고, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 14 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 면 발광 레이저 어레이(100)의 주연부로부터 중앙부로 증가하도록 배치된다.
따라서, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 중 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 주 주사 방향에서의 위치에 따라 변경되고 그 주연부와 비교할 때 면 발광 레이저 어레이(100)의 중앙부에서 더 큰 값을 취한다.
일 예에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(13 내지 14)(주연부) 사이의 간격은 면 발광 레이저 다이오드 소자(15 내지 16)(중앙부) 사이의 간격보다 좁다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(26, 31)(주연부) 사이의 간격은 면 발광 레이저 다이오드 소자(16 내지 21)(중앙부) 사이의 간격보다 좁다.
그 결과, 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 의해 면 발광 레이저 어레이(100J)의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에서 발생된 열 영향이 감소되고, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)가 면 발광 레이저 어레이(100J)에서 동시에 작동될 때의 면 발광 레이저 어레이(100)에서의 온도 분포는 부 주사 방향 및 주 주사 방향에서 동일한 간격으로 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 배치하는 경우와 비교할 때 더 균일하게 된다. 이에 의해, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 출력 특성을 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100)에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 경향이 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(15, 16, 21, 22)의 온도를 저하시키는 것이 가능해지고, 면 발광 레이저 어레이(100)의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다.
또한, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향에서 동일한 간격으로 정렬되어 있는 경우에 대한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 간격(X1)이 크게 설정되기 때문에, 그리고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향에서 동일한 간격으로 정렬되어 있는 경우에 대한 간격보다 간격(X2)이 좁게 설정되기 때문에, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 정렬되어 있는 경우와 비교할 때 본 발명에 의해 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 36)에 의해 점유된 면적을 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 제공되어 있는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100J)가 광학 기록을 위한 광원으로 사용되는 경우에 시준 렌즈와 같은 광학계의 수차를 감소시키는 것이 가능해진다. 또한, 그 면적을 감소시키면서 면 발광 레이저 어레이(100J)의 중앙부에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(15, 16, 21, 22)의 온도 상승을 억제시키는 것이 가능하기 때문에, 렌즈와 같은 광학계의 수차의 영향을 억제하는 것이 가능해지고, 투명한 화상이 화상 형성 장치에 대해 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100J)를 사용하여 형성된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100J)의 수명이 연장되고, 이는 광학 기록을 위해 사용된 광학 유닛의 재사용을 가능하게 하고, 환경 부하를 감소시키는 것이 가능해진다.
주 주사 방향에서, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 본 실시예의 주 주사 방향에서의 위치에 따라 변경되고, 간격은 부 주사 방향으로 정렬된 이들 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 일정하다. 따라서, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1 내지 6, 또는 7 내지 12, 또는 13 내지 18, 또는 19 내지 24, 또는 25 내지 30, 또는 31 내지 36)는 일반적으로 S-형 곡선을 따라 주 주사 방향으로 정렬된다.
[제4 실시예]
도 27은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100K)의 평면도이다.
도 27을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100K)는 도 2 및 도 3의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6의 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)의 구성과 동일한 구성의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 236)를 포함한다.
여기서, 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(219, 226, 또는 211, 218), 또는 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(203, 209, 216, 224, 231, 또는 204, 210, 217, 225, 232, 또는 205, 212, 220, 227, 233), 또는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 207, 214, 222, 229, 235, 또는 202, 208, 215, 223, 230, 236)는 부 주사 방향으로 정렬되고, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 204, 233 내지 236), 또는 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(205 내지 211, 212 내지 218, 219 내지 215, 226 내지 232)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 204, 또는 233 내지 236) 및 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(205 내지 211, 212 내지 218, 219 내지 225, 226 내지 232)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치되어 있다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 36개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 236)로부터 방출된다.
4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 204, 또는 233 내지 236) 사이의 간격, 또는 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(205 내지 211, 또는 212 내지 218, 또는 219 내지 225, 또는 226 내지 232) 사이의 간격은 주 주사 방향으로 동일한 간격(X)으로 설정된다. 여기서, 간격(X)은 예를 들면 30 ㎛로 설정될 수 있다.
또한, 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(219, 226, 또는 211, 218)에서, 또는 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(203, 209, 216, 224, 231, 또는 204, 210, 217, 225, 232, 또는 205, 212, 220, 227, 232)에서, 또는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 208, 214, 222, 229, 235, 또는 202, 208, 215, 223, 230, 236)에서, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 면 발광 레이저 어레이(100K)의 중앙부에서의 간격(d1)으로 설정되고, 주연부에서는 간격은 간격(d2)으로 설정된다. 따라서, 면 발광 레이저 어레이(100K)의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(212, 220, 213, 221, 또는 214, 222, 또는 215, 223, 또는 216, 224, 또는 217, 225)는 간격(d1)으로 설정되고, 면 발광 레이저 어레이(100K)의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 207, 또는 202, 208, 또는 203, 209, 또는 204, 210, 또는 227, 233, 또는 228, 234, 또는 229, 235, 또는 230, 236)는 간격(d2)으로 설정된다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(205, 212, 또는 206, 213, 또는 207, 214, 또는 208, 215, 또는 209, 216, 또는 210, 217, 또는 211, 218, 또는 219, 226, 또는 220, 227, 또는 221, 228, 또는 222, 229, 또는 223, 230, 또는 224, 231, 또는 225, 232) 사이의 간격은 간격(d1)과 간격(d2)의 중간의 간격(d3)으로 설정된다.
이 경우, 간격(d1)은, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 정렬되어 있는 간격보다 크게 설정되고, 간격(d2)은 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 정렬되어 있는 간격보다 작게 설정된다. 또한, 간격(d1)은 예를 들면 40 ㎛로 설정되고, 간격(d2)은 예를 들면 30 ㎛로 설정되고, 간격(X3)은 예를 들면 35 ㎛로 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 204)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(41)에 대해 수직으로 그려진 4개의 직선(L7 내지 L10)은 부 주사 방향으로 동일한 간격(C)으로 형성된다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬된 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(205 내지 211, 212 내지 218, 또는 219 내지 225, 또는 226 내지 232)의 각각의 중심으로부터 직선(41)에 대해 수직으로 그려진 7개의 직선은 부 주사 방향에서 간격(C)인 동일한 간격으로 형성된다.
마찬가지로, 또한 주 주사 방향으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(233 내지 236)의 각각의 중심으로부터 직선(41)에 대해 수직으로 그려진 4개의 직선은 부 주사 방향에서 간격(C)인 동일한 간격으로 형성된다.
복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 주 주사 방향으로 정렬되어 8개의 열을 형성하는 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100K)에서, 간격(C)은 d1/8=40/8=5 ㎛로 결정된다.
또한, 면 발광 레이저 어레이(K)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 부 주사 방향에서의 위치에 따라 변경된다.
따라서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 어레이(100K)에서, 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 204, 또는 233 내지 236) 및 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(205 내지 211, 또는 212 내지 218, 또는 219 내지 225, 또는 226 내지 232)는 동일한 간격(X)으로 배치되고, 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(219, 226, 또는 211, 218)의 어레이에서, 또는 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(203, 209, 216, 224, 231, 또는 204, 210, 217, 225, 232, 또는 205, 212, 220, 227, 233)의 어레이에서, 또는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 207, 214, 222, 229, 235, 또는 202, 208, 215, 223, 230, 236)의 어레이에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자는, 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 면 발광 레이저 어레이(100K)의 주연부로부터 중앙부로 증가하도록 부 주사 방향으로 정렬된다.
따라서, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(K)에서, 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(219, 226, 또는 211, 218)의 어레이에서, 또는 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(203, 209, 216, 224, 231, 또는 204, 210, 217, 225, 232, 또는 205, 212, 220, 227, 232)의 어레이에서, 또는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201, 208, 214, 222, 229, 235, 또는 202, 208, 215, 223, 230, 236)의 어레이에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 그 주연부와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100A)의 중앙부에서 크도록 설정된다.
일 예에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(213 내지 214)(주연부) 사이의 간격은 면 발광 레이저 다이오드 소자(215 내지 221)(중앙부) 사이의 간격보다 좁다.
그 결과, 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 의해 면 발광 레이저 어레이(100K)의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에서 발생된 열 영향이 감소되고, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 236)가 면 발광 레이저 어레이(100K)에서 동시에 작동될 때의 면 발광 레이저 어레이에서의 온도 분포는 부 주사 방향 및 주 주사 방향에서 동일한 간격으로 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 배치하는 경우와 비교할 때 더 균일하게 된다. 이에 의해, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 출력 특성을 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100K)에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 경향이 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(214, 215, 222, 223)의 온도를 저하시키는 것이 가능해지고, 면 발광 레이저 어레이(100K)의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다.
또한, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향에서 동일한 간격으로 정렬되어 있는 경우에 대한 간격보다 간격(d1)이 크게 설정되기 때문에, 그리고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향에서 동일한 간격으로 정렬되어 있는 경우에 대한 간격보다 간격(X2)이 좁게 설정되기 때문에, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 정렬되어 있는 경우와 비교할 때 본 발명에 의해 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 236)에 의해 점유된 면적을 감소시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 부 주사 방향 및 주 주사 방향으로 동일한 간격으로 제공되어 있는 경우와 비교할 때, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100K)가 광학 기록을 위한 광원으로 사용되는 경우에 시준 렌즈와 같은 광학계의 수차를 감소시키는 것이 가능해진다. 또한, 그 면적을 감소시키면서 면 발광 레이저 어레이(100K)의 중앙부에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(214, 215, 222, 223)의 온도 상승을 억제시키는 것이 가능하기 때문에, 렌즈와 같은 광학계의 수차의 영향을 억제하는 것이 가능해지고, 투명한 화상이 화상 형성 장치에 대해 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100K)를 사용하여 형성된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100K)의 수명이 연장되고, 이는 광학 기록을 위해 사용된 광학 유닛의 재사용을 가능하게 하고, 환경 부하를 감소시키는 것이 가능해진다.
도 28은 본 발명의 제4 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이의 다른 평면도이다. 여기서, 제4 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 28에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100L)일 수 있다.
도 28을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100L)는, 도 27에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100K)의 면 발광 레이저 다이오드 소자(219)가 도면의 지면에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(231)의 하부측으로 이동되고 면 발광 레이저 다이오드 소자(212, 220, 또는 213, 221, 또는 214, 222, 또는 215, 223, 또는 216, 224, 또는 217, 225) 사이의 간격이 간격(d3)으로 되어 있는 것을 제외하고는 면 발광 레이저 어레이(100K)와 유사한 구성을 갖는다. 면 발광 레이저 어레이(100L)에서도, 면 발광 레이저 어레이(100J)와 동일한 효과가 얻어진다.
도 27 및 도 28에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(201 내지 236)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성된다.
이외에는, 본 실시예는 제4 실시예와 동일하다.
[제5 실시예]
도 29는 본 발명의 제5 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100M)의 평면도이다.
도 29를 참조하면, 제5 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100M)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 336)를 포함한다.
면 발광 레이저 어레이(100M)는, 면 발광 레이저 어레이(100K)의 주 주사 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 면 발광 레이저 어레이(100K)의 중앙부에서 간격(X1)으로 그리고 그 주연부에서 간격(X2)으로 설정되는 것을 제외하고는, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100K)(도 27 참조)와 유사한 구성을 갖는다는 것을 주목해야 한다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(100M)에서, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 부 주사 방향에서의 위치에 따라 변경되고, 부 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수는 주 주사 방향에서의 위치에 따라 변경된다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(100M)에서, 중앙부에 배치된 평면 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 주 주사 방향 및 부 주사 방향의 모두에 대해 주연부에 배치된 평면 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 커진다.
그 결과, 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 인가되는 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 열 영향이 면 발광 레이저 어레이(100J, 100K) 중 임의의 하나와 비교할 때 감소될 수 있다. 이에 의해, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 336)의 특성의 균일성이 더 향상된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100M)에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 경향이 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(314, 315, 322, 323)의 온도를 저하시키는 것이 가능해지기 때문에, 면 발광 레이저 어레이(100M)의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다. 또한, 그 면적을 감소시키면서 면 발광 레이저 어레이(100M)의 중앙부에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(314, 315, 322, 323)의 온도 상승을 억제시키는 것이 가능하기 때문에, 렌즈와 같은 광학계의 수차의 영향을 억제하는 것이 가능해지고, 투명한 화상이 화상 형성 장치에 대해 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100M)를 사용하여 형성된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100M)의 수명이 연장되고, 이는 광학 기록을 위해 사용된 광학 유닛의 재사용을 가능하게 하고, 환경 부하를 감소시키는 것이 가능해진다.
도 30은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100M)의 다른 구성을 도시하고 있는 평면도이다.
여기서, 제5 실시예의 면 발광 레이저 어레이는 도 30에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100N)일 수 있다.
도 30을 참조하면, 면 발광 레이저 어레이(100N)는, 도 29에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100M)의 면 발광 레이저 다이오드 소자(319)가 도면의 지면에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(331)의 하부측으로 이동되고 면 발광 레이저 다이오드 소자(312, 320, 또는 313, 321, 또는 314, 322, 또는 315, 323, 또는 316, 324, 또는 317, 325, 또는 315, 323, 또는 316, 324, 또는 317, 325) 사이의 간격이 간격(d3)으로 설정되는 것을 제외하고는 면 발광 레이저 어레이(100M)와 유사한 구성을 갖는다. 면 발광 레이저 어레이(100N)에서도, 면 발광 레이저 어레이(100M)와 동일한 효과가 얻어진다.
도 29 및 도 30에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(301 내지 336)의 각각은 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1) 또는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(1A)로 형성될 수 있다.
이외에는, 본 실시예는 제3 실시예와 동일하다.
[제6 실시예]
도 31은 본 발명의 제6 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 평면도이다.
도 31을 참조하면, 제6 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 436)를 포함한다.
면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 436)는 6개의 행 및 6개의 열의 어레이의 형태로 2차원으로 배치된다. 여기서, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401, 407, 413, 419, 425, 431, 또는 402, 408, 414, 420, 426, 432, 또는 403, 409, 415, 421, 427, 433, 또는 404, 410, 416, 422, 428, 434, 또는 405, 411, 417, 423, 429, 435, 또는 406, 412, 418, 424, 430, 436)는 부 주사 방향으로 지그재그 패턴으로 정렬되고, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 406, 또는 407 내지 412, 또는 413 내지 418, 또는 414 내지 424, 또는 425 내지 430, 또는 431 내지 436)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 406, 또는 407 내지 412, 또는 413 내지 418, 또는 414 내지 424, 또는 425 내지 430, 또는 431 내지 436)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치되어 있다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 36개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 436)로부터 방출된다.
또한, 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 406, 또는 407 내지 412, 또는 413 내지 418, 또는 414 내지 424, 또는 425 내지 430, 또는 431 내지 436)는 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 중앙부에서 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 간격(X1)으로 주 주사 방향으로 정렬되고, 두 개의 서로 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 주연부에서 X2로 설정된다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(403, 404, 또는 409, 410, 또는 415, 416, 또는 421, 422, 또는 427, 428, 또는 433, 434) 사이의 간격은 간격(X1)으로 설정되고, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(401, 402, 또는 405, 406, 또는 407, 408, 또는 411, 412, 또는 413, 414, 또는 417, 418, 또는 419, 420, 또는 423, 424, 또는 425, 426, 또는 429, 430, 또는 431, 432, 또는 435, 436) 사이의 간격은 간격(X2)으로 설정된다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자(402, 403, 또는 404, 405, 또는 408, 409, 또는 410, 411, 또는 414, 415, 또는 416, 417, 또는 420, 421, 또는 422, 423, 또는 426, 427, 또는 428, 429, 또는 432, 433, 또는 434, 435) 사이의 간격은 간격(X1)과 간격(X2)의 중간의 간격(X3)으로 설정된다.
이 구성에 의해, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 406)의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선(L1 내지 L6)은 부 주사 방향으로 동일한 간격(C)으로 형성되고, 간격(C)은 C=d/6으로 결정된다는 것을 주목해야 한다.
마찬가지로, 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(407 내지 412, 또는 413 내지 418, 또는 419 내지 424, 또는 425 내지 430, 또는 431 내지 436)의 각각의 중심으로부터 직선(42)에 대해 수직으로 그려진 6개의 직선은 부 주사 방향에서 간격(C)인 동일한 간격으로 형성된다.
제1 행에서 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 406)의 각각은 제2 행에서 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(407 내지 412)의 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된다.
더 구체적으로는, 면 발광 레이저 다이오드 소자(401)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(407, 408) 사이에 배치되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(402)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(408, 409) 사이에 배치되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(403)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(409, 410) 사이에 배치되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(404)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(410, 411) 사이에 배치되고, 면 발광 레이저 다이오드 소자(405)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(411, 412) 사이에 배치된다.
유사하게, 다른 행에서 주 주사 방향으로 정렬된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(407 내지 412, 또는 413 내지 418, 또는 419 내지 424, 또는 425 내지 430, 또는 431 내지 436)는 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자와 유사하게 배치된다.
따라서, 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100Ｏ)에서, 부 주사 방향의 제1 위치에서 주 주사 방향으로 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각은 부 주사 방향의 제1 위치에 인접한 제2 위치에서 주 주사 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이에 배치된다.
또한, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)는, 면 발광 레이저 어레이(100J)(도 26 참조)에서 제2 행, 제4 행 및 제6 행에 배치된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 도면의 지면 상에서 우측 방향으로 변위되어 있는 것에 대응하는 구성을 갖는다는 것을 주목해야 한다.
그 결과, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)에서, 중앙부에 배치된 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격(W1)은 주연부에 배치된 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격(W2)보다 넓다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(100M)에서, 중앙부에 배치된 평면 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 주 주사 방향 및 부 주사 방향의 모두에 대해 주연부에 배치된 평면 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 크다.
그 결과, 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 인가되는 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 열 영향은 면 발광 레이저 어레이(100J, 100K)의 임의의 하나와 비교할 때 감소될 수 있다. 이에 의해, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(401 내지 436)의 특성의 균일성이 더 향상된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 경향이 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(415, 416, 422)의 온도를 저하시키는 것이 가능해지고, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다. 또한, 그 면적을 감소시키면서 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 중앙부에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(415, 416, 422)의 온도 상승을 억제시키는 것이 가능하기 때문에, 렌즈와 같은 광학계의 수차의 영향을 억제하는 것이 가능해지고, 투명한 화상이 화상 형성 장치에 대해 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100Ｏ)를 사용하여 형성된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100Ｏ)의 수명이 연장되고, 이는 광학 기록을 위해 사용된 광학 유닛의 재사용을 가능하게 하고, 환경 부하를 감소시키는 것이 가능해진다.
상기에서, 제1 행, 제3 행 및 제5 행에 배치된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 또는 제2 행, 제4 행 및 제6 행에 배치된 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 변위시키는 것에 대해 설명되었지만, 본 발명은 이러한 특정 구성에 한정되는 것은 아니고, 각각의 행의 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 행에 따라 상이한 방향으로 변위될 수 있다.
이외에는 본 실시예는 제3 실시예와 동일하다.
[제7 실시예]
도 32는 본 발명의 제7 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100P)의 평면도이다.
도 32를 참조하면, 제7 실시예의 면 발광 레이저 어레이(100P)는 면 발광 레이저 다이오드 소자(801 내지 836)를 포함한다.
여기서, 3개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(813, 819, 825, 또는 812, 818, 824) 및 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(801, 807, 821, 833, 또는 802, 808, 815, 828, 834, 또는 803, 809, 822, 829, 835, 또는 804, 810, 816, 830, 836, 또는 805, 811, 817, 823, 831, 또는 806, 814, 820, 826, 832)는 부 주사 방향으로 정렬되고, 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(801 내지 805, 또는 832, 836), 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(813 내지 818, 또는 819 내지 824) 및 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(806 내지 812, 또는 825 내지 831)는 주 주사 방향으로 정렬된다.
여기서, 주 주사 방향으로 정렬된 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(801 내지 805), 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(813 내지 818, 또는 819 내지 824) 및 7개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(806 내지 812, 또는 825 내지 831)는 부 주사 방향으로 단계적으로 변위되어 배치된다는 것을 주목해야 한다. 그 결과, 36개의 레이저 빔이 중첩되지 않고 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(810 내지 836)로부터 방출된다.
면 발광 레이저 어레이(100P)의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자(801 내지 814, 816 내지 821, 823 내지 836)는 동일한 간격(X)으로 형성된다.
또한, 면 발광 레이저 어레이(100P)의 중앙부에서, 평면 방향에서의 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 평면 방향에서의 주연부의 두 개의 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격보다 넓게 설정된다.
일 예에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자(803 내지 804)(주연부) 사이의 간격은 면 발광 레이저 다이오드 소자(815 내지 816)(중앙부) 사이의 간격보다 좁다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(100P)는 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동일한 간격(X)으로 주 주사 방향으로 정렬되어 있는 면 발광 레이저 어레이에 대응하고, 여기서 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 부분은 주연부로 이동되어 있다.
더 구체적으로는, 면 발광 레이저 어레이(100P)는, 면 발광 레이저 다이오드 소자(814, 815) 사이에 존재하는 면 발광 레이저 다이오드 소자, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(815, 816) 사이에 존재하는 면 발광 레이저 다이오드 소자, 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(821, 822) 사이에 존재하는 면 발광 레이저 다이오드 소자 및 주 주사 방향으로 정렬된 면 발광 레이저 다이오드 소자(822, 823) 사이에 존재하는 면 발광 레이저 다이오드 소자가 면 발광 레이저 어레이의 주연 구역으로 변위되어 있는 면 발광 레이저 어레이에 대응한다.
따라서, 면 발광 레이저 어레이(100P)에서, 중앙부에 배치된 평면 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 주 주사 방향 및 부 주사 방향의 모두에 대해 주연부에 배치된 평면 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격보다 커진다.
달리 말하면, 이러한 구성에 의해, 면 발광 레이저 다이오드 소자는 그 주연부에 비교할 때 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 희박하다.
그 결과, 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대해 인가되는 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 열 영향이 면 발광 레이저 어레이(100J, 100K) 중 임의의 하나와 비교할 때 감소될 수 있다. 이에 의해, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자(801 내지 836)의 특성의 균일성이 더 향상된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100P)에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 경향이 있는 면 발광 레이저 다이오드 소자(815, 816, 822)의 온도를 저하시키는 것이 가능해지고, 면 발광 레이저 어레이(100P)의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다. 그 면적을 감소시키면서 면 발광 레이저 어레이(100P)의 중앙부에서 면 발광 레이저 다이오드 소자(815, 816, 822)의 온도 상승을 억제시키는 것이 가능하기 때문에, 렌즈와 같은 광학계의 수차의 영향을 억제하는 것이 가능해지고, 투명한 화상이 화상 형성 장치에 대해 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100P)를 사용하여 형성된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이(100P)의 수명이 연장되고, 이는 광학 기록을 위해 사용된 광학 유닛의 재사용을 가능하게 하고, 환경 부하를 감소시키는 것이 가능해진다.
상기 제3 내지 제7 실시예에서, 36개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 면 발광 레이저 어레이의 경우에 대해 설명되었지만, 본 발명은 이러한 특정 예에 한정되는 것은 아니고, 면 발광 레이저 어레이는 37개 이상의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함할 수도 있다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자는, 이들 사이의 간격이 제3 내지 제7 실시예의 범주에 있는 한 원하는 바에 따라 배치될 수 있다.
[제8 실시예]
다음, 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100Q)가 도 33 내지 도 37을 참조하여 설명될 것이다.
면 발광 레이저 어레이(100Q)는, 부 주사 방향(이하, 간단히 S-방향이 함)에 대응하는 방향으로 각각 연장되고 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 포함하는 복수의 열의 면 발광 다이오드 소자가 제공되는 방식으로, 그리고 8개의 이러한 열이 주 주사 방향(이하, 간단히 M-방향이라 칭함)에 대응하는 방향으로 제공되어 행렬의 형태를 형성하는 방식으로 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함한다.
S-방향에서, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자는 동일한 간격(C)으로 제공된다.
여기서, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 열은 복수의 열을 서로 구별하기 위해 각각의 도면(도 33 내지 도 37)의 좌측으로부터 우측으로 제1 열(L1), 제2 열(L2), 제3 열(L3), 제4 열(L4), 제5 열(L5), 제6 열(L6), 제7 열(L7) 및 제8 열(L8)로서 지정된다는 것을 주목해야 한다. 이는 단지 편의를 위한 것이다.
M-방향에서, 제1 열(L1)과 제2 열(L2) 사이의 간격은 X4로 설정되고, 제2 열(L2)과 제3 열(L3) 사이의 간격은 X3으로 설정되고, 제3 열(L3)과 제4 열(L4) 사이의 간격은 X2로 설정되고, 제4 열(L4)과 제5 열(L5) 사이의 간격은 X1로 설정되고, 제5 열(L5)과 제6 열(L6) 사이의 간격은 X2로 설정되고, 제6 열(L6)과 제7 열(L7) 사이의 간격은 X3으로 설정되고, 제7 열(L7)과 제8 열(L8) 사이의 간격은 X4로 설정되고, 여기서 X1>X2>X3>X4의 관계가 성립한다. 따라서, 어레이의 중앙부에 위치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 두 개의 서로 인접한 열 사이의 간격은 면 발광 레이저 다이오드 소자의 어레이의 에지측에 위치된 두 개의 서로 인접한 열 사이의 간격보다 크게 설정된다.
도 33은 본 발명의 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100Q)의 평면도이다.
면 발광 레이저 어레이(100Q)에서, M-방향에서 8개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 제공되어 있다는 것을 알 수 있고, 여기서 각각의 열은 간격(d)으로 S-방향으로 정렬된 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 포함한다. 따라서, 열의 수는 하나의 열을 구성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 크다.
또한, 두 개의 가장 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 두 개의 서로 인접한 열에서 C로 설정된다.
더 구체적으로는, X1=56 ㎛이고, X2=46 ㎛이고, X3=36 ㎛이고, X4=26 ㎛이고, d=35.6 ㎛이고, C=4.4 ㎛이다. 간격(d)은 간격(X1)보다 작게 설정된다.
간격(d)은 간격(X4)보다 크지만, 본 발명은 이러한 관계에 한정되는 것은 아니다. 이러한 구성에 의해, 열적 간섭 및 따라서 온도 상승이 중앙부에 비교할 때 면 발광 레이저 어레이의 주연부에서 더 작고, 간격(d)을 간격(X1)보다 작게 설정하는 것이 가능하다.
도 34는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100Q)의 평면도이다.
이 예에서, 제1 열(L1)은 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제2 열(L2)은 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제3 열(L3)은 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제4 열(L4)은 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제5 열(L5)은 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제6 열(L6)은 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제7 열(L7)은 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성되고, 제8 열(L8)은 6개의 면 발광 레이저 다이오드 소자로 형성된다.
또한, 두 개의 가장 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 두 개의 서로 인접한 열에서 C로 설정된다.
또한, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 사이의 간격은 각각의 열에서 동일하지 않을 수 있다.
더 구체적으로는, 간격(X1, X2, X3, X4, C)은 X1=50 ㎛, X2=45.5 ㎛, X3=38.5 ㎛, X4=26 ㎛, C=4.4 ㎛로 설정된다.
면 발광 레이저 어레이(100R)에서, 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 다이오드가 작동될 때 어레이의 중앙부에 배치된 소자의 디바이스 온도(특히, 활성층의 온도)를 감소시키는 것이 가능하다.
도 35는 본 발명의 제8 실시예에 따른 면 발광 레이저 어레이(100Q)의 평면도이다.
면 발광 레이저 어레이(100S)에서, M-방향으로 8개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 제공되는 것을 알 수 있고, 여기서 각각의 열은 간격(d)으로 S-방향으로 정렬된 5개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 포함한다. 따라서, 열의 수는 하나의 열을 구성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 크다.
또한, 두 개의 가장 인접한 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 두 개의 서로 인접한 열에서 C보다 크게 설정된다. 따라서, 면 발광 레이저 어레이(100S)에서, 면 발광 레이저 다이오드 소자는 바둑판 패턴으로 배치된다.
면 발광 레이저 어레이(100S)에서, 각각의 열에서의 +S측에 가장 인접하게 위치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 위치는 이하의 순서, 즉 제1 열(L1)→제3 열(L3)→제5 열(L5)→제7 열(L7)→제2 열(L2)→제4 열(L4)→제6 열(L6)→제8 열(L8)의 순서로 -S측으로 변위되지만, 본 발명은 이러한 배열에 한정되는 것은 아니고, 도 36에 도시되어 있는 면 발광 레이저 어레이(100T)의 경우에서와 같이 각각의 열에서의 +S측에 가장 인접하게 위치된 면 발광 레이저 다이오드 소자의 위치를 이하의 순서, 즉 제1 열(L1)→제7 열(L7)→제3 열(L3)→제5 열(L5)→제2 열(L2)→제8 열(L8)→제4 열(L4)→제6 열(L6)의 순서로 -S 방향으로 변위시키는 것도 또한 가능하다는 것을 또한 주목해야 한다. 이는 변위의 순서가 랜덤할 수 있다는 것을 의미한다.
면 발광 레이저 어레이(100S) 및 면 발광 레이저 어레이(100T)에서, 면 발광 레이저 어레이(100Q 또는 100R)의 경우보다 큰 영역에서 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 배치하는 것이 가능해지고, 따라서 온도 상승을 더 억제하는 것이 가능하다.
전술된 바와 같이, 제8 실시예에서, 8개의 열이 S-방향에 대해 수직인 M-방향에 배치되도록 S-방향으로 정렬된 적어도 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 각각 포함하는 8개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 배치되어 있는 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 2차원으로 배치되어 있고, 여기서 8개의 열로 형성된 어레이의 중앙부에 배치된 두 개의 인접한 열 사이의 간격은 8개의 열로 형성된 어레이의 에지부에서 서로 인접한 두 개의 열 사이의 간격보다 크게 설정된다.
이에 의해, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동시에 구동될 때에도 중앙부에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 면 발광 레이저 어레이의 주연부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에 의해 발생된 열의 영향이 감소되고, 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 온도 상승은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 M-방향 및 S-방향에서 균일한 간격으로 배치되어 있는 경우와 비교할 때 억제된다. 따라서, 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 출력 특성을 균일하게 하는 것이 가능해진다. 또한, 면 발광 레이저 어레이에서 가장 심각한 온도 상승을 경험하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 온도의 저하에 기인하여 면 발광 레이저 어레이의 수명을 증가시키는 것이 가능해진다.
또한, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 S-방향에서 동일한 간격으로 배치되고 열의 수는 하나의 열을 구성하는 면 발광 다이오드 소자의 수보다 크다는 것을 주목해야 한다. 또한, 열에서의 S-방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격은 M-방향에서의 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 최대 간격보다 작다.
이에 의해, 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 열적 간섭의 영향을 감소시키고 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 상호 접속 패턴을 제공하기 위한 필요한 공간을 확보하면서 기록 밀도를 증가시키는 것이 가능해진다.
각각의 열이 동일한 간격(d)으로 S-방향으로 정렬된 8개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 포함하도록 M-방향에서 5개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 형성되어 있는 경우에, d가 35.2 ㎛로 설정될 때 C=35.2/5=7.04 ㎛의 관계가 성립한다. 따라서, 간격(C)은 제8 실시예의 면 발광 레이저 어레이에서의 간격(C)보다 커진다.
다음에, 면 발광 레이저 어레이에서의 온도 상승을 예측하기 위해 수행된 시뮬레이션의 결과가 설명될 것이다.
면 발광 레이저 다이오드 소자가 4.26 mA의 일정한 전류(전압 2.55 V)로 각각 구동되는 경우, 1.7 mW의 광학 출력이 얻어진다. 또한, 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 실온에서 균일하게 구동하는 실험에서, 발진 파장의 관찰된 전이로부터, 활성층의 온도가 가장 심각한 열적 간섭이 발생하는 어레이의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드에서 약 78℃만큼 상승된 것이 평가되었다.
따라서, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동일한 열량을 발생시킨다는 가정에 기초하여, 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 활성층의 온도 분포에 대해, 활성층의 온도가 어레이의 중앙부에 배치된 이들 면 발광 레이저 다이오드 소자에 대한 관찰된 온도가 되고 가장 심각한 열적 간섭 및 온도 상승을 경험하도록 보정을 수행함으로써 시뮬레이션이 이루어졌다.
(1) 동일한 간격(d)으로 S-방향으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 각각 포함하는 10개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동일한 간격으로 M-방향으로 배치되어 있는 경우(도 37 참조)
여기서, 간격(d)은 44 ㎛로 설정되고, 간격(X)은 30 ㎛로 설정된다. 따라서, C는 4.4 ㎛이 된다.
도 38은 이 경우의 결과를 도시하고 있다. 도 38을 참조하면, 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 온도 상승에 대해 약 13℃의 차이가 존재하고, 어레이의 중앙부에 배치된 면 발광 레이저 다이오드 소자에서 온도 상승이 가장 심각하다는 것을 알 수 있다.
(2) 면 발광 레이저 어레이(100Q)의 경우(도 39 참조)
이 경우에는, d는 35.2 ㎛로 설정되고, X1은 50 ㎛로 설정되고, X2는 46 ㎛로 설정되고, X3은 38 ㎛로 설정되고, X4는 26 ㎛로 설정된다. 따라서, C는 4.4 ㎛가 된다.
도 40은 이 경우의 결과를 도시하고 있다. 도 40을 참조하면, 가장 심각한 온도 상승은 75.1℃이고, 이는 경우 (1)보다 낮다는 것을 알 수 있다.
각각의 열이 동일한 간격(d)으로 S-방향으로 정렬된 4개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하도록 동일한 간격으로 M-방향에서 8개의 열의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 형성되어 있는 경우에, 최대 온도 상승은 77.6℃라는 것을 주목해야 한다. 이는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 열을 불균일하게 배치하는 본 실시예의 구성이 면 발광 레이저 어레이의 최대 온도를 저하시키데 효과적이라는 것을 지시한다.
(3) 면 발광 레이저 어레이(100R)의 경우(도 41 참조)
이 경우에는, 간격(X1, X2, X3, X4, C)은 X1=50 ㎛, X2=45.5 ㎛, X3=38.5 ㎛, X4=26 ㎛, C=4.4 ㎛로 설정된다.
도 42는 이 경우의 결과를 도시하고 있다. 도 42를 참조하면, 가장 심각한 온도 상승은 74.5℃이고, 이는 경우 (2)보다 낮다는 것을 알 수 있다.
일반적으로, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수명은 온도가 10℃만큼 하강될 때 두 배만큼 증가한다. 따라서, 3.5℃의 온도 감소에서, 약 30%의 수명의 증가가 기대된다.
발열량(W)은 이하의 관계에 의해 대략적으로 산출될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
발열량(W) = 구동 전압(V) × 전류(I) - 광학 출력(W)
본 시뮬레이션은, 전체 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동일한 조건 하에서 구동되고 각각의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동일한 열량을 발생시키는 조건 하에서 이루어졌지만, 광학 출력은 실제 면 발광 레이저 어레이에서의 열적 간섭의 정도를 증가함으로써 감소된다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 발열량은 중앙부에서 면 발광 레이저 다이오드 소자에서 증가하고 따라서 온도 분포는 산출 결과에 비교할 때 더 증가할 것으로 예측된다. 따라서, 면 발광 레이저 어레이에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 배열을 향상시킴으로써 본 실시예에 의해 얻어진 온도의 저하도는 산출된 값보다 훨씬 더 클 것이고, 따라서 면 발광 레이저 어레이의 수명의 증가의 효과는 산출된 결과보다 훨씬 더 클 것이다.
본 실시예는 면 발광 레이저 어레이의 각각의 메사부가 원형 형상을 갖는 경우에 대해 전술되었지만, 본 발명은 이러한 특정 구성에 한정되는 것은 결코 아니고, 메사부는 타원형 형상, 정사각형 형상, 직사각형 형상, 직사각형 형상 이외의 다각형 형상 등 중 임의의 형상을 가질 수도 있다.
또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자가 S-방향에서의 열을 형성하도록 정렬되는 경우에 대해 상기 실시예에서 설명되었지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것은 아니고, 열 내의 적어도 하나의 소자가 열 내의 다른 소자에 대해 변위되어 있는 경우도 또한 포함한다.
[응용예]
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 프린터(800)의 개략적인 구성을 도시하고 있다.
레이저 프린터(800)는 광학 주사 장치(1000), 감광 드럼(905), 정전 대전기(1002), 현상 롤러(1003), 토너 카트리지(1004), 세척 블레이드(1005), 용지 공급 트레이(1006), 용지 공급 롤러(1007), 레지스트 롤러 쌍(1008), 전사 대전기(1011), 정착 롤러(1009), 용지 배출 롤러(1012), 용지 배출 롤러(1010) 등을 포함한다.
감광 드럼(905)은 상부에 감광층을 갖고 있다. 따라서, 감광 드럼(905)의 표면은 주사면을 제공한다. 여기서, 감광 드럼(905)은 도 25에 도시되어 있는 화살표 방향으로 회전하는 것으로 가정된다.
정전 대전기(1002), 현상 롤러(1003), 전사 대전기(1011) 및 세척 블레이드(1005)는 감광 드럼(905)의 부근에 배치된다. 여기서, 정전 대전기(1002), 현상 롤러(1003), 전사 대전기(1011) 및 세척 블레이드(1005)는 이하의 순서, 즉 정전 대전기(1002)→현상 롤러(1003)→전사 대전기(1011)→세척 블레이드(1005)의 순서로 감광 드럼(905)의 회전 방향을 따라 배치된다.
정전 대전기(1002)는 감광 드럼(1005)의 표면을 균일하게 대전한다.
광학 주사 장치는 퍼스널 컴퓨터와 같은 상위 계층 장치(upper hierarchy apparatus)로부터의 화상 정보에 기초하여 변조에 의해 정전 대전기(1002)로 변경된 감광 드럼(905)의 표면 상에 변조된 빔을 조사한다. 이에 의해, 광학 조사가 이루어진 감광 드럼(905)의 표면 상에서 전하가 제거되고, 화상 정보에 대응하여 감광 드럼(905)의 표면 상에 잠상이 형성된다. 이와 같이 형성된 잠상은 감광 드럼(905)의 회전에 의해 현상 롤러(1003)의 방향으로 이동한다. 이 광학 주사 장치(1000)의 구성은 이하에 설명될 것이다.
토너 카트리지(1004)는 토너를 유지하고, 토너는 이로부터 현상 롤러(1003)로 공급된다. 토너 카트리지 내의 토너의 양은 전원의 턴온시에 또는 인쇄 작업의 종료시에 검사되고, 토너의 잔류량이 충분하지 않은 경우에는 토너 카트리지의 교환을 촉구하는 메시지가 도시되어 있지 않은 디스플레이부에 표시된다.
현상 롤러(1003)의 회전에 의해, 현상 롤러(1003)의 표면은 토너 카트리지(1004)로부터 공급된 토너로 균일하게 부착되고, 토너의 얇은 층이 형성된다. 또한, 이 현상 롤러(1003)에 의해, 서로 반대의 전기장이 감광 드럼(1005)의 대전부(광빔으로 조사되지 않은 부분) 및 방전부(광빔이 조사된 부분)에 형성되도록 전압이 인가된다. 이 전압에 의해, 현상 롤러(1003)의 표면에 부착된 토너는 광학 조사가 이루어져 있는 감광 드럼(1005)의 부분에만 전사된다. 따라서, 현상 롤러(1003)는 토너가 감광 드럼(1005)의 표면 상에 형성된 잠상에 부착되게 하고, 이에 의해 화상 정보의 현상이 얻어진다. 토너가 부착된 잠상 또는 "토너 화상"은 감광 드럼(1005)의 회전에 의해 전사 대전기(1011)를 향해 이동한다.
용지 공급 트레이(1006)는 내부에 기록 용지(1013)를 수납한다. 또한, 용지 공급 트레이(1006)의 부근에는 용지 공급 롤러(1007)가 배치되어 있고, 용지 공급 롤러(1007)는 용지 공급 트레이(1006)로부터 기록 용지(1013)를 1매씩 취출하여 이를 레지스트 롤러 쌍(1008)에 공급한다. 레지스트 롤러 쌍(1008)은 전사 롤러(1011)의 부근에 배치되고, 용지 공급 롤러(1007)에 의해 취출된 기록 용지(1013)를 일시적으로 유지하고 감광 드럼(905)의 회전에 동기하여 감광 드럼(905)과 전사 대전기(1011) 사이의 간극부에 기록 용지를 공급한다.
여기서, 전사 대전기(1011)는 감광 드럼(905)의 표면 상의 토너를 기록 용지(1013)에 전기적으로 끌어당기기 위해 토너에 대해 반대의 극성의 전압이 인가된다. 이 전압에 의해, 감광 드럼(905)의 표면 상의 토너 화상은 기록 용지(1013)에 전사된다. 이와 같이 토너 화상이 전사된 기록 용지(1013)는 이어서 정착 롤러(1009)로 전달된다.
이 정착 롤러(1009)에서, 열 및 압력이 기록 용지(1013)에 인가되고, 토너 화상이 기록 용지(1013) 상에 정착된다. 이와 같이 토너 화상이 정착된 기록 용지(1013)는 용지 배출 롤러(1012)를 경유하여 용지 배출 트레이(100)로 전달되고, 용지 배출 트레이(1010) 상에 1매씩 적층된다.
세척 블레이드(1005)는 감광 드럼(1005)의 표면 상에 잔류하는 토너(잔류 토너)를 제거한다. 이와 같이 제거된 잔류 토너는 재차 사용된다. 잔류 토너의 제거 후에, 감광 드럼(1005)은 정전 대전기(1002)의 위치로 복귀한다.
다음에, 광학 주사 장치(1000)의 구성이 설명될 것이다.
도 44를 참조하면, 광학 주사 장치(1000)는 광원 유닛(901), 원통형 렌즈(902), 다각형 미러(903), 주사 렌즈(904) 등을 포함한다.
광원 유닛(901)은 전술된 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나와 유사한 면 발광 레이저 어레이를 갖는다.
원통형 렌즈(902)는 부 주사 방향에서 광원 유닛(901)으로부터 다각형 미러(903)의 편향 미러면의 부근의 구역으로 광을 집속한다.
다각형 미러(903)는 각각 편향 미러면으로서 기능하는 6개의 미러면을 갖는다. 다각형 미러(903)는 일정 속도로 부 주사 방향에 평행한 회전축 둘레로 회전된다.
주사 렌즈(904)는 다각형 미러(903)에 의해 편향된 광을 감광 드럼(905)의 표면에 집속한다.
면 발광 레이저 어레이(100G)를 사용하는 경우에는, 예를 들면 간격(C)이 4.4 ㎛로 설정되고 광학계의 배율이 약 1.2배로 설정될 때 4800 dpi(dot/inch)의 고밀도 기록을 얻는 것이 가능하다. 4800 dpi(dot/inch)의 해상도는, 간격(C)이 7.04 ㎛이고 광학계의 배율이 약 0.75배로 설정될 때 40개의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동일한 간격으로 배치되는 구성에서도 얻어질 수 있다는 것을 주목해야 한다. 그러나, 이 구성은 대량의 광을 필요로 하는 광학계에 대한 작은 배율의 사용에 기인하여 바람직하지 않다.
또한, 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T)의 각각에서, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 부 주사 방향으로 연장되는 직선에 대해 수직으로 그려진 직선은 동일한 간격으로 형성되고, 이 때문에 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 턴온 타이밍을 적합하게 조정함으로써 광원이 동일한 간격(C)으로 부 주사 방향으로 정렬되는 것과 같은 상황을 감광체(905)에서 실현하는 것이 가능하다. 이에 의해, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 간격(C) 및 광학계의 배율을 조정함으로써 부 주사 방향에서의 기록 도트의 간격을 조정하는 것이 가능해진다.
면 발광 레이저 어레이(100J)를 사용하는 경우에는, 예를 들면 간격(C)이 5 ㎛로 설정되고 광학계의 배율이 약 2.1배로 설정될 때 2400 dpi(dot/inch)의 고밀도 기록을 얻는 것이 가능하다. 또한, 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 더 증가시키거나 또는 간격(C)을 감소시키거나 배율을 더 감소시킴으로써 기록 밀도를 증가시키고 인쇄 품질을 향상시키는 것이 가능해진다. 주 주사 방향에서의 기록 간격은 광원의 턴온 타이밍을 조정함으로써 용이하게 제어될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
광원 유닛(901)은 전술된 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나와 유사한 면 발광 레이저 어레이를 갖고, 더 높은 출력을 얻는 것이 가능해진다. 그 결과, 광학 주사 장치(1000)를 사용하는 레이저 프린터(800)는 더 높은 속도로 화상 형성을 수행할 수 있다.
전술된 바와 같이, 광학 주사 유닛(901)이 면 발광 레이저 다이오드 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나를 포함하는 본 실시예의 광학 주사 장치(1000)에 따르면, 광학 빔에 의한 주사면의 안정된 주사를 성취하는 것이 가능하다. 또한, 광원 유닛(901)의 수명을 연장하는 것이 가능하다.
또한, 표면의 안정된 주사를 얻는 광학 주사 장치(1000)를 사용하는 본 발명의 레이저 프린터(800)에 따르면, 고속으로 고품질 화상을 형성하는 것이 가능하다.
또한, 화상 형성 속도가 중요 팩터가 아니고 통상의 화상 형성 속도가 허용 가능한 경우에는, 본 발명에 의해 면 발광 레이저 어레이를 구성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 수를 감소시키는 것이 가능하고, 면 발광 레이저 어레이의 생산 수율이 상당히 향상된다. 또한, 면 발광 레이저 어레이의 비용이 감소될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 기록 도트 밀도가 증가되는 경우에도 인쇄 속도를 희생하지 않고 인쇄를 수행하는 것이 가능해진다.
또한, 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 의해 점유된 영역을 감소시킴으로써, 본 발명에 의해 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서의 온도 상승을 억제하는 것이 가능해지고, 광학계의 수차의 영향을 억제하는 것이 가능해지고, 화상 품질을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 면 발광 레이저 어레이의 긴 수명에 기인하여, 광원 유닛을 재사용하는 것이 가능하다.
한편, 기록 광학 유닛에 대해 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 경우에, 기록 광학 유닛은 면 발광 레이저 소자의 수명이 짧은 경우에는 특히 1회용 유닛으로서 취급된다. 그러나, 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나에 대응하는 구성의 면 발광 레이저 어레이는 긴 수명의 특징을 갖고, 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나에 대응하는 이러한 면 발광 레이저 어레이가 사용될 때 기록 광학 유닛을 재사용하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 자원의 보존이 환경 부하의 감소와 함께 얻어진다. 이는 또한 본 발명의 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 다른 장치에도 또한 적용된다.
또한, 상기 실시예는 레이저 프린터(800)의 경우에 대해 설명되었지만, 본 발명은 이 특정 응용예에 한정되는 것은 결코 아니다. 따라서, 화상 형성 장치가 광학 주사 장치(1000)를 사용하는 한 임의의 화상 형성 장치가 고속으로 고품질 화상의 형성을 수행할 수 있다.
또한, 다색 화상을 형성하는 화상 형성 장치의 경우에도, 컬러 화상에 적용된 광학 주사 장치를 사용함으로써 고속으로 고품질 화상의 형성을 수행하는 것이 가능하다.
예를 들면, 화상 형성 장치는 도 45에 도시되어 있는 바와 같은 복수의 감광 드럼을 구비한 직렬형 컬러 장치일 수 있다. 직렬형 컬러 장치는 블랙(K) 컬러용 감광 드럼(K1), 정전 대전기(K2), 현상 유닛(K4), 세척 수단(K5), 전사 대전 수단(K6), 시안(C) 컬러용 감광 드럼(C1), 정전 대전기(C2), 현상 유닛(C4), 세척 수단(C5), 전사 대전 수단(C6), 마젠타(M) 컬러용 감광 드럼(M1), 정전 대전기(M2), 현상 유닛(M4), 세척 수단(M5), 전사 대전 수단(M6), 옐로우(Y) 컬러용 감광 드럼(Y1), 정전 대전기(Y2), 현상 유닛(Y4), 세척 수단(Y5), 전사 대전 수단(Y6), 광학 주사 장치(1110), 전사 벨트(T80), 정착 수단(T30) 등을 포함한다는 것을 주목해야 한다.
예시되어 있는 예에서, 광학 주사 장치(1110)는 블랙 컬러용 면 발광 레이저 어레이, 시안 컬러용 면 발광 레이저 어레이, 마젠타 컬러용 면 발광 레이저 어레이 및 옐로우 컬러용 면 발광 레이저 어레이를 포함한다. 여기서, 면 발광 레이저 어레이의 각각은 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나에 대응하는 면 발광 레이저 어레이를 포함한다.
따라서, 블랙 컬러용 면 발광 레이저 어레이로부터의 광학 빔은 블랙 컬러용 주사 광학계를 경유하여 감광 드럼(K1) 상에 조사되고, 시안 컬러용 면 발광 레이저 어레이로부터의 광학 빔은 시안 컬러용 주사 광학계를 경유하여 감광 드럼(C1) 상에 조사되고, 마젠타 컬러용 면 발광 레이저 어레이로부터의 광학 빔은 마젠타 컬러용 주사 광학계를 경유하여 감광 드럼(M1) 상에 조사되고, 옐로우 컬러용 면 발광 레이저 어레이로부터의 광학 빔은 옐로우 컬러용 주사 광학계를 경유하여 감광 드럼(Y1) 상에 조사된다. 여기서, 광학 주사 장치(1110)는 각각의 컬러에 제공될 수 있다.
각각의 감광 드럼은 화살표 방향으로 회전을 발생시키고, 각각의 감광 드럼의 회전 방향을 따라 대전 유닛, 현상 유닛, 전자 대전 유닛 및 세척 유닛이 제공되어 있다. 각각의 대전 유닛은 대응 감광 드럼의 표면을 균일하게 대전한다는 것을 주목해야 한다. 광학 주사 장치(1010)로부터 대전 유닛에 의해 이와 같이 대전된 감광 드럼 상의 광학 빔의 조사에 의해, 감광 드럼 상에 정전 잠상이 형성된다. 또한, 대응 현상 유닛에 의해 감광 드럼의 표면 상에 토너 화상이 형성된다. 또한, 각각의 컬러의 토너 화상은 대응 전사 대전 유닛에 의해 기록 용지에 전사되고, 여기서 이와 같이 형성된 컬러 토너 화상이 정착 수단(T30)에 의해 기록 용지 상에 정착된다.
이러한 직렬형 컬러 장치에서, 기계적 에러 등에 기인하여 컬러 오정렬의 경우가 있을 수 있고, 여기서 광학 주사 장치(1010)는 고밀도 면 발광 레이저 어레이를 사용하여 적절하게 턴온되도록 면 발광 레이저 다이오드 소자를 선택함으로써 각각의 컬러에 대한 이러한 컬러 오정렬을 보정할 수 있다.
화상 형성 장치는 화상 담지체에 대해 은염 필름(silver salt film)을 사용하는 화상 형성 장치일 수 있다. 이 경우, 광학 주사에 의해 은염 필름 상에 잠상이 형성되고, 이와 같이 형성된 잠상은 통상의 은염 사진 프로세스의 현상 프로세스와 유사한 프로세스를 수행함으로써 가시화된다. 마찬가지로, 통상의 은염 사진의 인쇄 프로세스와 유사한 프로세스에 의해 밀착용 인화지(contact paper) 상에 화상을 전사하는 것이 가능하다. 이러한 화상 형성 장치는 사진 제판 장치 또는 CT 스캔 화상과 같은 화상을 묘사하는 광학 묘사 장치(optical drawing apparatus)를 구성하는데 사용될 수 있다.
또한, 화상 형성 장치는 화상 담지체에 대해 빔 스폿의 열 에너지에 의한 발색되는 발색 매체(포지티브 인쇄 용지)를 사용하는 것일 수 있다. 이 경우, 광학 주사에 의해 화상 담지체 상에 가시 화상을 직접 형성하는 것이 가능하다.
또한, 화상 형성 장치는, 화상 형성 장치가 면 발광 레이저 어레이(100J 내지 100T) 중 임의의 하나에 대응하는 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 것인 한, 광학 주사 장치가 결여된 것일 수도 있다.
또한, 전술된 실시예는 단지 예를 나타내기 위해서만 제공된 것이고, 본 발명이 이러한 특정 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 전술된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변경 및 수정이 특허청구범위에 설명된 바와 같은 본 발명의 범주로부터 일탈하지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 제1 방향 및 제2 방향으로 어레이의 형태로 배치되어 있고, 면 발광 레이저 어레이를 형성하는 면 발광 레이저 다이오드 소자의 각각의 중심으로부터 제1 방향으로 연장되는 라인으로 수직으로 그려진 직선의 간격으로 정의된 제1 방향에서의 면 발광 레이저 다이오드 소자 사이의 간격이 감소될 수 있는 면 발광 레이저 어레이에 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 전술된 바와 같은 면 발광 레이저 어레이를 사용하는 광학 주사 장치에 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 전술된 바와 같은 면 발광 레이저 어레이를 사용 하는 화상 형성 장치에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자가 동시에 작동할 때에도 면 발광 레이저 어레이를 구성하는 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자에 걸쳐 균일한 출력을 얻는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 제공한다. 또한, 본 발명은 긴 수명의 면 발광 레이저 어레이를 제공한다.
또한, 본 발명은 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 내부에 포함하고 어레이의 형태로 동시에 작동할 때 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자의 디바이스 특성을 균일화하는 것이 가능한 면 발광 레이저 어레이를 구비한 광학 주사 장치 및 화상 형성 장치에 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 긴 수명의 면 발광 레이저 어레이를 갖는 광학 주사 장치 및 화상 형성 장치에 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 전술된 실시예에 한정되는 것은 결코 아니며, 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 범주로부터 일탈하지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명은 본 명세서에 참조로서 인용되어 있는 2007년 2월 16일 및 2007년 3월 8일 출원된 일본 우선권 출원 제2007-035652호 및 제2007-057955호에 기초한다.

Claims (20)

  1. 2차원으로 배치된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들을 포함하는 면 발광 레이저 어레이에 있어서, 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 면 발광 레이저 어레이의 주연부와 비교할 때 상기 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 낮은 밀도로 배치되는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  2. 제1항에 있어서, 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 정렬된 상기 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 각각의 중심으로부터 상기 제1 방향으로 연장되는 직선에 대해 그려진 복수의 직선이 동일한 간격으로 형성되며,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향 중 어느 하나의 방향으로 정렬된 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 면 발광 레이저 어레이의 상기 주연부와 비교할 때 상기 면 발광 레이저 어레이의 상기 중앙부에서 더 큰 간격으로 설정되어 배치되는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 방향으로 정렬된 상기 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들 사이의 상기 간격은, 상기 면 발광 레이저 어레이의 상기 주연부에서보다 상기 면 발광 레이저 어레이의 상기 중앙부에서 더 크게 설정되는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 방향에서의 상기 복수의 면 발광 레이저 소자들 사이의 상기 간격은, 상기 제1 방향에서의 상기 어레이에서의 위치에 따라 상이한 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제2 방향으로 정렬된 상기 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들 사이의 상기 간격은, 상기 면 발광 레이저 어레이의 상기 주연부에서보다 상기 면 발광 레이저 어레이의 상기 중앙부에서 더 크게 설정되는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 방향에서의 상기 복수의 면 발광 레이저 소자들 사이의 상기 간격은, 상기 어레이에서의 위치에 따라 상이한 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제1 방향으로 정렬된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 면 발광 레이저 어레이의 주연부에서보다 상기 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 큰 간격으로 형성되고, 상기 제2 방향으로 정렬된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 면 발광 레이저 어레이의 주연부에서보다 상기 면 발광 레이저 어레이의 중앙부에서 더 큰 간격으로 형성되는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 방향으로 정렬된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 제1 방향에서의 상기 어레이에서의 위치에 따라 소자들 사이의 상기 간격이 변하고, 상기 제2 방향으로 정렬된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 제2 방향에서의 상기 어레이에서의 위치에 따라 상기 간격이 변하는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 방향에서의 제1 위치에서 상기 제2 방향으로 정렬된 상기 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 각각은, 상기 제1 방향에서의 상기 제1 위치에 인접한 제2 위치에서, 서로 인접하며 상기 제2 방향으로 정렬된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들 중 두 개 사이에 배치되는 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제1 방향은 광학 주사 장치의 부 주사 방향이고, 상기 제2 방향은 광학 주사 장치의 주 주사 방향인 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  11. 제1항에 있어서, 제1 방향에서 적어도 두 개의 면 발광 레이저 다이오드 소자를 포함하는 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 복수의 컬럼(column)이 제공되어, 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 컬럼이 상기 제1 방향에 대해 수직인 제2 방향으로 복수로 배치되며,
    상기 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들은, 상기 제1 방향에서 동일한 간격으로 배치되고,
    상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 상기 복수의 어레이는, 두 개의 인접한 어레이들 사이의 간격이 상기 제2 방향에서의 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자의 상기 복수의 어레이의 주연부에서보다 중앙부에서 더 크도록 배치되고,
    상기 컬럼의 수는 하나의 컬럼에 포함된 면 상기 발광 레이저 다이오드 소자의 수보다 큰 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  12. 제11항에 있어서, 상기 컬럼에 포함되며 상기 제1 방향으로 배치된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들 사이의 간격은, 상기 제2 방향의 상기 복수의 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 최대 간격보다 작은 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  13. 제11항에 있어서, 상기 복수의 컬럼은 제1 컬럼 및 제2 컬럼을 포함하고, 상기 제1 컬럼에 포함된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 수는 상기 제2 컬럼에 포함된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들의 수와 서로 상이한 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  14. 제11항에 있어서, 상기 복수의 컬럼에 포함된 상호 인접한 컬럼의 제1 방향에서 측정되는 두 개의 최근접 면 발광 레이저 다이오드 소자들 사이의 간격은, 상기 제1 방향으로 배치된 상기 면 발광 레이저 다이오드 소자들 사이의 간격과 상이한 것인, 면 발광 레이저 어레이.
  15. 광학 빔에 의해 표면을 주사하는 광학 주사 장치에 있어서,
    청구항 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 기재된 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 광원 유닛과,
    상기 광원 유닛으로부터 상기 광학 빔을 편향시키는 편향기와,
    상기 편향기에 의해 편향된 상기 광학 빔을 표면에 집속시키는 주사 광학계
    를 포함하는 광학 주사 장치.
  16. 적어도 하나의 화상 담지체(image carrier)와,
    상기 적어도 하나의 화상 담지체 상에 화상 정보를 갖는 복수의 광학 빔을 주사하는 청구항 제15항에 기재된 광학 주사 장치
    를 포함하는 화상 형성 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 화상 정보는 컬러 화상 정보인 것인, 화상 형성 장치.
  18. 기록 광원으로서 청구항 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 기재된 면 발광 레이저 어레이를 포함하는 화상 형성 장치.
  19. 삭제
  20. 삭제
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