JP5050370B2 - 光書き込みヘッドの設計方法 - Google Patents
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Description
TC = L1 + Z + L0 (1)
ここに、 L1:ロッドレンズアレイ表面と感光ドラム表面との距離、
Z:ロッドレンズアレイ高さ、
L0:ロッドレンズアレイの裏面と発光素子との距離。
L0 = L1 (2)
まず、本発明による複合レンズ付き発光素子アレイチップの実施例1について説明する。図3は、本発明で使用する複合レンズ付き発光素子アレイチップを示しており、従来技術として開示されている(特許文献2)。図3(a)は、発光素子上に設けられた複合レンズの平面図を示す。図3(a)に示すレンズ付き発光素子は、発光素子の発光部22は略U字形を成している。略U字形の発光部について発光強度の極大位置は、折れ線32で示すことができる。この折れ線32の3つの線分の各両端又はその近傍に、球面レンズ中心が位置するように、4つの球面レンズの一部分を構成し、その中間部分に3つの各線分(図示32a、32b及び32c)に平行な軸を有する3つのシリンドリカルレンズの一部分を構成させている。更に、それらを互いに隣接配置させることにより複合レンズ30を形成させている。このような複合レンズの材料には、エポキシ系またはアクリル系の樹脂が用いられる。
a) 面77と面78のばらつきがない場合;
作動距離L0(設計値) = ベストL0−20um、
b) 面77と面78とが最も離れる方向にばらついた場合;
作動距離L0(最大値) = ベストL0+20um+20um−20um=ベストL0+20um、
c) 面77と面78とが最も近づく方向にばらついた場合;
作動距離L0(最小値) = ベストL0−20um−20um−20um=ベストL0−60um。
次に、発明による複合レンズ付き発光素子アレイチップの更なる実施例について説明する。図4は、カバー部もヒートシンクと一体化させた場合の副走査方向断面図である。実施例3では、実施例1で説明した樹脂カバー76の代わりに、ヒートシンク92をカバー部とともに引き抜き材で形成させる。この場合、面97の追加工のためのエンドミルを、ヒートシンク形成部に侵入できるようにするため、ロッドレンズアレイを搭載するカバーとロッドレンズアレイとの間に隙間ができる。その場合には、この隙間を熱伝導性接着剤98で封止することにより、粉塵の内部流入を防止することができる。
次に、本発明による別の実施例について説明する。実施例3は、実施例1で示したロッドレンズアレイ74の代わりに、平板レンズを用いた場合を説明する。図5(a)は、平板レンズの拡大した側面図を示す。平板レンズ10は、3枚の平板レンズプレート12により構成されている。平板レンズプレート12は、細長い長方形状であり、中央部のレンズ形成領域18には、微小凸レンズが配列されている。微小凸レンズは、平板レンズプレート12の両面に形成されている。尚、平板レンズプレート12に形成される微小凸レンズは、球面レンズ或いは非球面レンズのいずれでもよい。
次に、本発明による球面レンズ付き発光素子アレイチップの実施例4について説明する。実施例4では、実施例1の説明に用いた複合レンズ30の代わりに、球面レンズを用いた構成とするものである(改めて図示せず)。球面レンズを形成させた発光素子アレイを、光書き込みヘッドに用いる場合には、複合レンズを形成させた発光素子アレイと比べて光利用効率が低くなることが知られている(例えば、特許文献2)。そのため、球面レンズの場合、複合レンズよりも光学系の精度上の敏感度も高くなり、発光素子−ロッドレンズアレイ間のばらつきの許容値を拡大できる範囲が狭くなる(即ち、レンズ無しの許容幅に近づく)。
30 複合レンズ
71 発光素子アレイチップ
72 ヒートシンク
73 熱伝導性接着剤
74 ロッドレンズアレイ
75 感光ドラム
76 樹脂カバー
77 発光素子アレイ固定部の固定面
78 正立等倍レンズアレイ固定部の固定面
80 自己走査型発光素子アレイのチップ
82 ボンディングパッド
84 発光用サイリスタの発光部
92 ヒートシンク
98 熱伝導性接着剤
100 光書き込みヘッド
Claims (5)
- 直線状に配列された複数の発光素子を有する発光素子アレイチップと、
前記複数の発光素子上に設けられ、発光強度の極大位置を結ぶ直線の方向に軸を有するシリンドリカルレンズと、当該シリンドリカルレンズの端点を中心とする球面レンズとを備える複合レンズと、
前記発光素子アレイチップの光出射側に配置された正立等倍レンズアレイと、
前記正立等倍レンズアレイに対して、光軸方向の固定位置を規定する第1の固定面を有する第1の固定部材と、
前記発光素子アレイチップに対して、前記光軸方向の固定位置を規定する第2の固定面を有する第2の固定部材と
を有する光書き込みヘッドの設計方法であって、
前記第1の固定面と前記第2の固定面とによって規定される、前記発光素子と前記正立等倍レンズアレイの光入射面との間の距離の設計値を、当該正立等倍レンズアレイの共役長と当該正立等倍レンズアレイの高さとによって規定される最適距離よりも短い値とすることを特徴とする光書き込みヘッドの設計方法。 - 前記設計値は、設計上許容される光量ピーク値の範囲に対応した、前記発光素子と前記光入射面間の距離のばらつき範囲の略中心であることを特徴とする請求項1に記載の光書き込みヘッドの設計方法。
- 前記第1の固定部材と、前記第2の固定部材とが、1つの固定部材からなる請求項1または請求項2に記載の光書き込みヘッドの設計方法。
- 前記正立等倍レンズアレイが、ロッドレンズアレイ又は平板レンズから構成される請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の光書き込みヘッドの設計方法。
- 前記発光素子アレイチップが、自己走査型発光素子アレイチップであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の光書き込みヘッドの設計方法。
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