(57)【要約】【課題】 レーザダイオードを正確にサジタル方向に離間させることにより、隣接する走査線の離間の公差を許容範囲に維持し、印刷の質を向上させる。【解決手段】 １のダイオード（12a）を、ｐ側を下にしてバーに配置し、はんだ又はその他の方法でバーに固定する。顕微鏡、マイクロメータ等のスコープを用いて、レーザストライプ（30a）の軸を位置決めし、スコープの十字線等の位置決めマークでその位置を示す。次に、サジタル平面において、或る望ましいオフセット（34）だけ十字線を相対的に変位させる。次に、別のダイオード（12b）を所定位置に置き、そのレーザストライプの軸線を十字線に整合させる。ダイオード（12b）が所定位置に保持されると、ダイオードをバー（18）に固定する。距離（34）は、２つのダイオードの最終的且つ望ましいサジタル方向のオフセットを示し、距離（32）は、最終的な接線方向のオフセットを示す。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの実質上平坦な第１の取付け面と該第１取付け面から所定寸法だけ実質上平行に離間された少なくとも１つの実質上平坦な第２の取付け面とを含むサブマウントと、複数個のレーザダイオードと、を含むレーザダイオードアレイであって、
各レーザダイオードは、１つのレーザストライプと、該ストライプに対して正確に位置決めされる１つの検知可能な特徴部と、１つの実質上平坦な取付け面と、を含み、
１のレーザダイオードの取付け面は、サブマウントの第１取付け面に実装され、
別のレーザダイオードの取付け面は、サブマウントの第２取付け面に実装され、
両レーザダイオードの特徴部間には、正確な間隔が形成され、
サブマウントのいずれか１つの取付け面は、検知可能な特徴部を有し、
該サブマウント取付け面に実装されるレーザダイオードの特徴部は、該サブマウント特徴部と整合する、ことを特徴とするレーザダイオードアレイ。
【請求項２】
前記レーザダイオード特徴部は、エッチング加工された溝であることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードアレイ。
【請求項３】
前記レーザダイオード特徴部は、レーザダイオードの側部縁部であることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードアレイ。
【請求項４】
前記レーザダイオード特徴部は、局所化される汚れ目の領域であることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードアレイ。
【請求項５】
第１及び第２取付け面を含むサブマウントの複数個の平坦な取付け面は、相互に実質上平行であり、該平坦な取付け面に垂直な方向において相互に正確に離間され、該平坦な取付け面に平行な方向に相互にずれている段形式で配置されて成ることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオードアレイに関し、更に詳細には、密接したビームのオフセット（変位）を有するレーザダイオードアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゼログラフィック印刷は、処理能力（スループット）を高め印刷品質を向上するという方向で進展してきた。処理能力を高めることにおける現在までの試みは、受光体（例えば、感光体）の表面に同時に画像形成が行われるように多重（複数）レーザビームを使用することに焦点が当てられてきた。ゼログラフィック印刷システムの処理能力は通常、受光体表面に画像形成を行う独立的にアドレス可能なビームの数に比例する。
【０００３】
高い処理能力を達成する１つの知られた方法は、レーザダイオードのアレイを用いることである。多重の独立的にアドレス可能なダイオードは、受光体に対して並行して書き込みを行うことが可能であるので、処理能力の向上が可能である。多重レーザビームは、より高い処理能力を約束するが、多重レーザビームを用いても、より良い印刷品質が保証されるとは必ずしも限らない。
【０００４】
印刷品質の向上は一般に、スポットサイズと、スポット間隔を正確にとることとに依存する解像度の関数であった。一般的な法則では、スポットのサイズが小さくなればなるほど、より高い解像度が可能である。同様に解像度は、スポットをより密接且つより正確に離間させるほど高まる。
【０００５】
ビーム同士間の離間は一般に、２つの直交軸において、即ち接線軸及びサジタル軸において行われるのが典型的である。ラスタ出力スキャナ（ROS）システムにおける接平面は一般に、ミラーポリゴンの回転軸から見た上面図である。サジタル（矢状）平面は一般に、ポリゴンの１つのミラー面から見た側面図である。接平面及びサジタル平面については、例えば、非特許文献１に詳説されており、それを参照して本文の記載の一部とする。
【０００６】
レーザダイオードアレイは、２つの異なる種類、即ちモノリシックアレイ及び非モノリシックアレイからなるのが一般的である。レーザダイオードのモノリシックアレイは、製造プロセスにおいて単一構造として製造されるレーザストライプ（即ち、電流が流れるとレーザを発射する物質の層）アレイである。それとは対照的に、非モノリシックアレイは、単一アレイとして構成されない構造である。その代わりに、非モノリシックアレイは通常、サブマウント（補助取付台）と、はんだ、エポキシ等の方法によりサブマウントに連結される複数のレーザダイオードとを含む。
【０００７】
レーザダイオードの非モノリシックアレイについて言えば、レーザダイオードが連結されるサブマウントを精密に構成することにより、接線軸に沿う正確な離間配置が制御される。接線軸方向に正確な離間を行うと、走査線を横切って書き込みを行う２つのビームの見当合わせエラーを無くすことができ、それはカラーゼログラフィにおいて望ましいことである（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
モノリシックアレイについて言えば、エピタキシャルデポジション、光蝕刻法、イオン注入等の半導体製造の現在の技術によって、接線軸に沿う正確な離間が可能である。これらの技術は当分野で非常に良く知られているということが理解されよう。
【特許文献１】米国特許第5,521,931号明細書
【非特許文献１】「電子印刷のためのレーザスキャニング（Laser Scanning for Electronic Printing）」アーバッシュ（Urbach）他著（IEEE出版物70巻第6号1982年6月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
サジタル方向においてビームを正確に離間させることは、おそらく人間の視覚にとって、さらに一層重要なことである。サジタル平面において生じた誤差は、隣接する走査線間の不均一な離間となって現れる。このような誤差は一般に、肉眼で見ても明らかであると同時に、印刷の質が低下する。
【００１０】
よって、印刷の質を高めるために、サジタル平面におけるレーザダイオードビーム間の離間を正確に制御する必要がある。
【００１１】
従って、本発明の課題は、サジタル軸に沿うレーザダイオードビームの離間を制御するための幾つかの解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも１つの実質上平坦な第１の取付け面と該第１取付け面から所定寸法だけ実質上平行に離間された少なくとも１つの実質上平坦な第２の取付け面とを含むサブマウントと、複数個のレーザダイオードと、を含むレーザダイオードアレイであって、各レーザダイオードは、１つのレーザストライプと、該ストライプに対して正確に位置決めされる１つの検知可能な特徴部と、１つの実質上平坦な取付け面と、を含み、１のレーザダイオードの取付け面は、サブマウントの第１取付け面に実装され、別のレーザダイオードの取付け面は、サブマウントの第２取付け面に実装され、両レーザダイオードの特徴部間には、正確な間隔が形成され、サブマウントのいずれか１つの取付け面は、検知可能な特徴部を有し、該サブマウント取付け面に実装されるレーザダイオードの特徴部は、該サブマウント特徴部と整合する、ことを構成上の特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記レーザダイオード特徴部は、エッチング加工された溝である。
【００１４】
好ましくは、前記レーザダイオード特徴部は、レーザダイオードの側部縁部である。
【００１５】
好ましくは、前記レーザダイオード特徴部は、局所化される汚れ目の領域である。
【００１６】
好ましくは、第１及び第２取付け面を含むサブマウントの複数個の平坦な取付け面は、相互に実質上平行であり、該平坦な取付け面に垂直な方向において相互に正確に離間され、該平坦な取付け面に平行な方向に相互にずれている段形式で配置されて成る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、印刷の質が向上し得る。また、レーザダイオードを正確にサジタル方向に離間させることにより、隣接する走査線が、高い度合の公差内にあることが保証される。この正確なサジタル方向の離間により、人間の肉眼でも見える、走査線の離間に関する殆どの欠点を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、レーザダイオードアレイの１つの実施例を示す。このアレイ１０は、サブマウント１４と、サブマウント１４に連結されるレーザダイオード１２ａ及び１２ｂとを含む。さらにサブマウント１４は、基部１６と、レーザダイオードが連結されるバー１８とを含む。ダイオード１２ａ及び１２ｂは、ｐ側を下にして（即ちそれらのレーザストライプが取付け面に隣接するようにして）バー１８に取り付けられる。光ビーム２０ａ及び２０ｂはそれぞれ、ダイオード１２ａ及び１２ｂのレーザストライプから発射するように図示される。図１で示す構造は、アレイ構造の１つのタイプを示すに過ぎず、本発明の方法は、ここで示す実施例に限定されるべきではないことが理解されよう。実際、本発明の方法は、ダイオードがあらゆるサブマウント構造上に正確に取り付けられるあらゆるアレイ構造に対して有効である。
【００１９】
本発明の第１の方法を、図２に関して述べる。図２は、図１で示した構造の正面図であり、それはダイオードにおいて適切なサジタル方向のオフセットを有している。この構造体を形成するプロセスの第１ステップは、第１のダイオード、即ち１２ａを、ｐ側を下にしてバーに配置し、はんだ又はその他の方法でバーに固着することである。個々のダイオードのサイズが極めて小さいために、ダイオードを吸引コレットの助力により所定位置に保持することが可能である。顕微鏡、マイクロメータ、又は同様のイメージスコープを用いて、レーザストライプ３０ａの軸を位置決めし、スコープの十字線（又は同様の位置決めマーク）でその位置を示す。次に十字線を、サジタル平面において、或る望ましいオフセット３４だけ相対的に変位させる。この相対的変位は、固定されたダイオードに対して十字線を動かすか、又は固定された十字線に対してわずかにダイオードを移動させるかのどちらかにより行われることが可能である。次に第２のダイオード１２ｂを所定位置に置き、そのレーザストライプの軸を十字線に整合させる。こうしてダイオード１２ｂが所定位置に保持されると、ダイオードをバー１８に固定させる。距離３４は、２つのダイオードの最終的且つ望ましいサジタル方向のオフセットを示す。距離３２は、最終的な接線方向のオフセットを示す。
【００２０】
距離３２は接線方向のオフセットとして、そして距離３４はサジタル方向のオフセットとして示されるが、どちらの距離（又はこのような距離の成分）も、光学的な軸線の回りでサブマウントを回転させるだけで、接平面又はサジタル平面おいてオフセットを生じる距離のどちらにもなり得るということが理解されるべきである。本発明を説明する目的で、距離３２が接平面におけるオフセットを規定し、距離３４がサジタル平面におけるオフセットを規定するようにして、図面で示す構造を整合（位置合わせ）させることを前提とする。
【００２１】
第１の方法は、ダイオードの正面図においてダイオードのレーザストライプが見えることを前提とするということが理解されよう。しかしながら、レーザストライプが正面から正確に見えない場合には、本発明の第２の方法を使用することが可能である。図３は、レーザストライプから正確な距離を置いた所でダイオードの表面にエッチングされた溝４０ａ及び４０ｂを有するアレイ構造を示す。これらの溝は、レーザストライプから正確に離間された、目で見ることの可能な位置決めマークとしての働きを有する。レーザストライプから既知の距離を置いて溝をエッチングすることは、半導体処理の方法において当業者には良く知られていることである。更にこの距離を、現在の光蝕刻法の公差内で正確に維持することができるということが理解されよう。別の具体例では、エッチングされた溝の代わりとなるマークを位置決めマークとして刻むことも可能である。
【００２２】
図３におけるサジタル方向のオフセットを生成する第２の方法は、第１の方法に類似する−第１のダイオードを配置し、レーザストライプの軸の代わりとなるエッチングされた溝からオフセットを決定することが唯一の違いである。エッチングされた溝は一般的には正面端から見つける（スポットする）ことが一層容易であるので、第１の方法よりも適用が容易であるはずである。
【００２３】
第３の方法により生じる構造を図４で示す。図４では、ダイオードのサイドエッジ５０ａ及び５０ｂにより規定される距離３４だけ距離をとった望ましいサジタル方向のオフセットでダイオードを設置する。サジタル方向のオフセットを正確にするために、レーザストライプの軸とサイドエッジとの間の距離が正確でなければならない。レーザストライプとサイドエッジとの間の正確な距離を有するレーザダイオードを作成する方法を、図５（Ａ）〜（Ｅ）において示す。
【００２４】
図５（Ａ）は、良く知られた半導体製造技術により構成されるレーザストライプ６２のウェハ６０を示す。各ストライプは、仕上がったレーザダイオードにおけるレーザキャビティの方向を規定する軸を有する。図５（Ｂ）で示す第１のステップは、ストライプの軸に顕微鏡の十字線を整合させ、或る望ましい距離６６（この好適実施例では約５μｍ）のオフセットへ刻み目をつける道具を移動させることである。刻み目をつける道具を所定位置に置いて、基板のエッジ又はストライプに沿った或るその他の位置に、短い刻み目マークを付ける。初期マーク付けがなされると、マークにかかるわずかな圧力により、原子的許容内で、レーザストライプ６２の軸に平行する正確な距離６６を維持する劈開６４（後にバーのエッジとなる）が結晶質基板において生じる。この劈開ステップが、基板上の多くのストライプに対して繰り返され、図５（Ｃ）で示すようないくつかのバーが生じる。このように近接した状態では、初期刻み目マークがストライプを損傷する可能性があるが、劈開が、平行な原子面の非常に狭い範囲に限られるので、劈開はストライプを損傷しない。従って、レイジング（レーザ発射）ストライプに対する損傷の可能性は、初期刻み目の近辺に限られる。
【００２５】
図５（Ｃ）のバーを得たら、図５（Ｄ）で示すような個々のレーザダイオードを生成するために、また別のセットの劈開が作られる。バーのエッジ６５において、正確に制御された刻みをつける道具が、レーザダイオードキャビティに対する望ましい長さに位置合わせされて、刻み目マークを付ける。先に述べたように、この刻み目マークにかかるわずかな圧力が、望ましいレーザキャビティの長さとなる劈開６８を生じる。この劈開ステップは、図５（Ｅ）で示す個々のレーザダイオード７０のセットを生じるために必要な回数実行される。エッジ６４とストライプ６２の軸との間の距離６６が、図４で示す最終的なアレイ構造を形成するために必要な正確な公差範囲内にあるようにダイオード７０が構成されるということが理解されよう。
【００２６】
劈開を行うことは当分野で良く知られているが、レーザダイオードを劈開する通常の方法は、まずレーザキャビティの長さを規定するためにレーザストライプを横方向に横切るように劈開を生じ、次にレーザストライプに平行な方向に劈開を生じるというものである。最初にレーザキャビティの長さを劈開する理由は２つある；１つは、一般にこの劈開により、非常に平坦なファセットミラーが残ること、そして２つめは、この第１の劈開により、結果として生じたバーに沿っていくつかのファセットミラーが露呈されることであり、よって、ファセットミラーのコーティングが、全体のバーに沿って大量に生成され得る。
【００２７】
上述の方法の全ては、レーザダイオードのペアを正確に離間するために、何らかの形状の可視特徴を用いるということが理解されるであろう。このような可視特徴は、レーザストライプ、エッチングされた溝、刻み目マーク、正確に劈開されたエッジ等を含む。さらに、その他の様々な可視マークが当業者には明らかであるとともに、本発明はここに挙げた特徴に限定されないということが理解されよう。加えて、必ずしも目に見えるものとは限らないその他の検知可能な特徴を用いる方法もまた、当業者には容易に明らかであろう。例えば、目に見えるということ以外の手段により正確に位置決めされることの可能な局所化可能な特徴（例えば、電界、磁界、放射性放出、又はその他のタイプの効果）を有する種々の染め付けや故意に生じた汚れ目も、使用可能である。
【００２８】
ビームを密接的に離間する別のレーザアレイ構造を図６で示す。図６は別法のレーザアレイ構造８０の側面図である。構造８０は、サブマウント８２と、レーザダイオード８４ａ、８６ａ、８８ａとを含み、レーザダイオード８４ａ、８６ａ、８８ａはそれぞれ、レーザストライプ８４ｂ、８６ｂ、８８ｂを有する。距離９０、９２、９４は、図６におけるレーザダイオードの対になり得る全てのペアのオフセットを規定する。構造８０はさらに、機械、又はデポジション（付着）、エッチング、光蝕刻法等の半導体製造技術により作成され正確に離間された高さを違える様々な段を有するサブマウント８２を含む。個々のレーザダイオードは、このような段上に取り付けられるか、又は周知の製造技術によって一体的に形成されてもよい。
【００２９】
本発明の原理に従うさらに別の実施例を図７で示す。図７のアレイ１００は基板１０２を含み、基板１０２は、正確な離間距離１０６をとってエッチングされた溝１０４ａ及び１０４ｂを有する。正確なエッチングは、現在の光蝕刻（フォトリソグラフィック）技術によって実行されることが可能であることが理解されよう。基板の頂部には、エッチングされた溝にそれぞれのエッジを整合させて、ダイオード１０８ａ及び１０８ｂを搭載する。レーザダイオード１０８ａ及び１０８ｂは、整合された各エッジとストライプ１０９ａ及び１０９ｂのそれぞれの軸との間の距離１１０ａ及び１１０ｂが正確な距離をとるようになされている。このように正確に距離をとることは、図５を用いて説明したような劈開法により達成されることが可能である。距離１０６及び距離１１０ａ及び１１０ｂが正確に離間されるので、２つの各ストライプの軸同士間の距離１１２が正確に離間される。
【００３０】
本発明のさらに別の実施例を図８で示す。レーザアレイ構造１２０は、サブマウント基部１２２と、レーザストライプ１２６ａ及び１２６ｂをそれぞれが有するレーザダイオード１２４ａ及び１２４ｂと、を含む。構造１２０は、先に説明した構成方法のいずれかを用いて構成され得る。例えば、構造１２０は、第１のダイオードをサブマウント上に搭載し、次に第２のダイオードのレーザストライプの軸を、正確に離間された位置に（適切なスコープ等を用いて）整合させることによって、構成されることが可能である。別法としては、ノッチ（切り目）１２８ａ及び１２８ｂを（エッチングするか刻み目を入れるかして）形成し、レーザストライプ１２６ａ及び１２６ｂのそれぞれの軸からノッチを正確に離間させることが可能である。次にダイオードを、レーザストライプの軸の代わりに直接的にノッチを基準にして取り付けることが可能である。最後に、ダイオード１２４ａ及び１２４ｂは、距離１３０ａ及び１３０ｂを正確に離間させるようにして劈開されることができる。ダイオードの取付けは、その場合には、ストライプの軸の代わりに、劈開されたエッジを基準にして実行されることができる。図８におけるオフセットは、サブマウント基部表面上で正確に離間されて作り出されることが理解されよう。対照的に、図２〜図４でのオフセットは、基部１６の表面から外方向に正確に離間されて作り出される。
【００３１】
本文で好適とする実施例と図面は、２つ又は３つのレーザダイオードのみを含むアレイを示すものであるが、本発明の方法は、任意の数のレーザダイオードのアレイを生成するように適切に使用されることが可能であるということが理解されよう。図９は、本発明の原理に従って製造された２つ以上のレーザダイオードを有するアレイを示す、さらに別の実施例である。アレイ中のあらゆる２つのレーザストライプ同士間のオフセットは、先に述べた技術を用いて正確に離間される。例えば、オフセット１４０ａ、１４０ｂ、及び１４０ｃは、正確に離間されたものである。
【００３２】
要約すれば、密接的に離間されたビーム有するレーザダイオードのアレイを、本発明の原理に従って示した。既知のサジタル方向オフセットを有するレーザダイオードアレイを作成する方法について説明した。１つのエッジとレーザストライプの軸との間に正確な距離を有するレーザダイオードを生成する別の方法についても述べた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】好適なサブマウントを用いるレーザダイオードアレイの１つの実施例の斜視図である。
【図２】第１の方法のステップによりサジタル方向オフセットを生成された構造であって、ダイオードのレーザストライプ同士間の望ましいサジタル方向オフセットを有するアレイ構造の正面図である。
【図３】第２の方法により得られる望ましいサジタル方向オフセットを有するアレイ構造の正面図である。
【図４】第３の方法によって得られる望ましいサジタル方向オフセットを有するアレイ構造の正面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、ダイオードのレーザストライプをダイオードのサイドエッジから非常に正確に離間させるようにレーザダイオードのウェハを処理するステップを示す図である。
【図６】その構造が基部の中に形成され正確に離間された段を有し、レーザダイオードがこの正確に離間された段上に取り付けられている、本発明の原理に従って作成された別法のレーザダイオード構造の正面図である。
【図７】基部表面上及びレーザダイオード上に可視特徴を用いることによって、サブマウント基部の表面の方向でレーザストライプ同士間の正確な離間が維持される、本発明の別の実施例を示す図である。
【図８】レーザダイオード上の可視特徴の使用によってレーザストライプ同士間の正確な離間がサブマウント基部の表面方向で維持される、本発明の更に別の実施例を示す図である。
【図９】アレイが２つ以上のダイオードを有し、レーザダイオードのあらゆるペアが本発明の原理に従って正確に離間されている、本発明の更に別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１２ａ、１２ｂ…レーザダイオード
２０ａ、２０ｂ…光ビーム
１４…サブマウント
１６…基部
１８…バー
３０ａ、３０ｂ…レーザダイオード
６０…ウェハ
６２…レーザストライプ
６４、６８…劈開
７０…ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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