(57)【要約】【課題】本発明は、光ファイバアレイから出射するマルチビームを正確に直線状に配列し、高品質な印刷が可能な光記録装置を実現することを課題とする。【解決手段】横並びに形成された複数の溝を有する基板に、光ファイバアレイ内の光ファイバを前記溝に配列固定し、前記光ファイバアレイから出射するマルチビームを用いて光記録する光記録装置において、前記溝を台形溝に形成し、該台形溝は、前記光ファイバアレイの出射端面近傍での前記台形溝の幅を、出射端面から離れた部分での前記台形溝の幅に比べて広く形成したことを特徴とする。【選択図】図１
2004258566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横並びに形成された複数の溝を有する基板に、光ファイバアレイ内の光ファイバを前記溝に配列固定し、前記光ファイバアレイから出射するマルチビームを用いて光記録する光記録装置において、前記溝を台形溝に形成し、該台形溝は、前記光ファイバアレイの出射端面近傍での前記台形溝の幅を、出射端面から離れた部分での前記台形溝の幅に比べて広く形成したことを特徴とするマルチビーム光記録装置。
【請求項２】
前記台形溝の底辺の長さをＴ、光ファイバ半径をＲ、台形の側辺がなす角度をθとしたとき、次式を満足することを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光記録装置。
【数１】
2004258566.tif 000004
【請求項３】
前記台形溝は、シリコン結晶で作製されていることを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光記録装置。
【請求項４】
前記台形溝に横溝を設けたことを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光記録装置。
【請求項５】
前記光ファイバアレイの出射端面近傍の前記台形溝上に配列したそれぞれの光ファイバのコア部を、直線状に調節して配列固定したことを特徴とする請求項１に記載のマルチビーム光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバアレイ部から出射する複数のレーザ光、すなはちマルチビームを走査し、印刷するレーザプリンタにおけるマルチビーム光走査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マルチビームを用いたレーザプリンタではマルチビームの本数分、回転多面鏡の回転速度、および光変調速度を低減できるので、高速で印刷するレーザプリンタを実現できる。図２はマルチビームを発生する光ファイバアレイ素子２０を用いたレーザプリンタ光学系を示している。光ファイバアレイから出射するマルチビームのそれぞれは、コリメータレンズ１で平行光に変換された後ビーム拡大器２、３で拡大され、ポリゴンミラー５で感光ドラム７上を走査する。感光ドラム７上では光スポット列８が形成されている。通常光スポットの大きさに比較し、光スポットの間隔が大きいために、光スポット列の配列方向を走査方向に斜めに配置し、光走査線が連続したものになるようにしている。ポリゴンミラー５の前に配置した円筒レンズ４は、ポリゴンミラー５が回転中に生じる歳差運動に起因する光走査線の位置変動を抑制する機能をもつ。
【０００３】
図３は従来の光ファイバアレイ素子２０を示す。半導体レーザから出射したレーザ光を光ファイバ１０に導く半導体レーザモジュール９を複数個用意し、これらからの複数本の光ファイバをシリコン結晶１１上に形成させたＶ形状の溝にアレイ状に配置させ、ガラス板１２で押さえ、接着している。
【０００４】
図４はこの従来の光ファイバアレイ部の断面を示したものである。光ファイバ１０のそれぞれはシリコン結晶のＶ溝に正確に密着させ、ガラス板１２で押さえ、接着剤１３で固定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した光ファイバアレイ素子の構造において、それぞれの光ファイバコア１０１から出射するビームは正確に直線アレイ状に配列されるように設計されるが、実際は、光ファイバは構造誤差をもっている。すなはち光ファイバのコア１０１部は光ファイバのクラッド１０２の外形に対して偏心誤差をもっていたり、また、配列されている光ファイバクラッドそれぞれの外径が正確に等しく無かったり、更には、シリコン結晶のＶ溝それぞれが形状誤差をもっているからである。このため、この従来の光ファイバアレイ素子から出射するマルチビームは直線状配列から誤差をもつことになり、この誤差が大きい場合には高品質な印刷が得られない。
【０００６】
本発明の目的は、光ファイバアレイから出射するマルチビームが正確に直線状に配列し、高品質な印刷を可能にするマルチビーム光走査装置を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、横並びに形成された複数の溝を有する基板に、光ファイバアレイ内の光ファイバを前記溝に配列固定し、前記光ファイバアレイから出射するマルチビームを用いて光記録する光記録装置において、前記溝を台形溝に形成し、該台形溝は、前記光ファイバアレイの出射端面近傍での前記台形溝の幅を、出射端面から離れた部分での前記台形溝の幅に比べて広く形成することによって達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施例図面によって説明する。図１に、本発明で用いる光ファイバアレイ素子を配列する台形溝基板を示す。この基板１１は、幅の狭い台形溝１５と幅の広い台形溝１７からなっており、溝幅の変わり目では段差１９をもっている。また、余分な接着材を除去する為の横溝が設けられている。基板１１は（１００）結晶面をもつシリコン結晶基板で作製している。このような基板１１はフォトリソグラフィーおよび異方性エッチングで作製できる。以下作製法について述べる。
【０００９】
まず（１００）結晶面をもつシリコン結晶基板にＳｉＯ２膜を形成させ、通常のフォトリソグラフィープロセスでＳｉＯ２パターンを作製する。次に異方性エッチングで台形溝を作成する。今回利用する異方性エッチングではＫＯＨ等の水溶液でシリコン結晶をエッチングすると、＜１００＞結晶方向には大きなエッチング速度をもっているが、＜１１１＞方向には１／１００程度の小さなエッチング速度しか持たないことを利用する。これを利用して（１１１）結晶面を側面とする台形溝が形成される。
【００１０】
次に本発明で用いる台形溝の形成原理を図５で説明する。幅の狭い台形溝１５を作製するには、シリコン結晶基板上に広い幅をもつＳｉＯ２パターン１４を形成させる（図５（ａ））。一方、幅の広い台形溝１７を作製するためには、シリコン結晶基板上に狭い幅をもつＳｉＯ２パターン１６を形成させる（図５（ｂ））。異方性エッチングにより台形溝が形成されるとき、台形溝の側辺のなす角度θは結晶により固有であるので、光ファイバ１０を溝に落とし込んだ時の光ファイバ１０と台形溝１５、１７の側面との接触点の深さは、幅の狭い台形溝１５の場合はＤ１、幅の広い台形溝１７の場合はＤ２となり、Ｄ２＞Ｄ１となる。ここで台形溝１５の深さＤ３は、光ファイバ１０を落し込み、押しつけた時に、光ファイバ１０が台形溝１５、１７の底辺と接触しないように、台形溝１５、１７の底辺の長さＴが（１）式を満足するような深さＤ３にする。
【００１１】
【数２】
2004258566.tif 000003
【００１２】
上に記した台形溝基板１１で光ファイバアレイを配列する方法を図６で説明する。まず、光ファイバアレイを幅の狭い台形溝１５に配列させ、接着する。すると、幅の広い台形溝１７上に配列した光ファイバアレイは台形溝１７から隙間をもち、浮いていることになる。この隙間は数μｍが最適であるが、数十μｍであっても良い。次にそれぞれの光ファイバ１０の高さを、光ファイバアレイから出射するマルチビームが直線状に配列するようにピエゾ駆動器２１で高さ方向を矢印２２のように変位させ、幅の広い溝１７上にある光ファイバアレイを接着固定する。ピエゾ駆動器はピエゾ（圧電）素子で高精度に変位させることができる。次に光ファイバアレイ部を補強するために、ガラス板に接着層を設け、光ファイバアレイ部を覆う。
【００１３】
図７は本発明の光ファイバアレイ素子を光出射側から見た断面図を示している。出射端面近傍で溝幅が広くなっている台形溝１１上に、光ファイバ１０が配列しており、接着剤１３とガラス板１２で補強されている。図７では、本発明の原理を説明するために左から２番目の光ファイバ２３がコア偏心が大きい場合を示している。このような場合でも光ファイバアレイ出射端面でのそれぞれの光ファイバ１０のコア部は直線状に精度良く配列させることができる。Ｖ溝でなく、台形溝とすることで、光ファイバ１０と溝１５、１７間の接着材の量を少なくすることができ、接着材の硬化収縮の影響を低減し、接着力を強固にすることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、光ファイバアレイ部から出射するマルチビームを正確に直線状に配列し、高品質な光記録が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における基板を示す斜視図。
【図２】光ファイバアレイ素子を用いたレーザプリンタ光学系を示す図。
【図３】従来の光ファイバアレイ素子を示す斜視図。
【図４】従来の光ファイバアレイ素子を示す断面図。
【図５】本発明の実施例における台形溝の形成原理を説明するための図。
【図６】本発明の実施例における台形溝基板で光ファイバアレイを製作する方法を説明する斜視図。
【図７】本発明の実施例における台形溝基板で製作した光ファイバアレイを光出射側からみた説明図。
【符号の説明】
１はコリメータレンズ、２、３はレンズ、４は円筒レンズ、５はポリゴンミラー、６は走査レンズ、７は感光ドラム、８は光スポット列、９は半導体レーザモジュール、１０は光ファイバ、１０２は光ファイバのクラッド部、１０１はコア部、１１は基板、１２はガラス板、１３は接着剤、１４、１６はＳｉＯ２パターン、１５、１７は台形溝、１８は台形溝の底辺、１９は台形溝の段差部、２０は光ファイバアレイ素子、２１はピエゾ駆動器、２２はピエゾ駆動器の駆動方向、２３はコア偏心量の大きな光ファイバ、２４は横溝である。
【図１】
2004258566.tif 000005
【図２】
2004258566.tif 000006
【図３】
2004258566.tif 000007
【図４】
2004258566.tif 000008
【図５】
2004258566.tif 000009
【図６】
2004258566.tif 000010
【図７】
2004258566.tif 000011