JPH01146748A - レーザビーム記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はレーザビーム記録装置に係り、特に二個の半導
体レーザから発振されたレーザビームの合成光を走査し
て記録材料上へ画像の記録を行なうレーザビーム記録装
置に関する。

［従来の技術］ 従来より、レーザビームを走査光学系により偏向して記
録材料上へ走査し画像を記録するレーザビーム記録装置
が知られている。このようなレーザビーム記録装置にお
いては、記録材料とし、てレーザダイレクトフィルム（
Ｌ　Ｄ　Ｆ）のようなしきい値（スレッショルドレベル
）効果の大きいヒートモード記録材料が用いられている
。このヒートモード記録材料は、金属薄膜のようにレー
ザ等の高密度エネルギーによって融解、蒸発、凝集など
の熱的変形を生ずる物質を記録層として用いたものであ
る。

このヒートモード記録材料には相反則不軌があり、照射
されたレーザビームの強度がしきい値以下では、照射時
間を長くしても記録することができないが、照射された
レーザビームの強度がしきい値を少゛しでも越える場合
に限り記録層が熱的変形をして照射部分の金属がなくな
り記録されるようになっている。

、このため従来では、レーザビームを発生する一手段と
してレーザビームの強度が高いアルゴンイオンレーザ等
のガスレーザが用いられている。こめガスレーザは、半
導体レーザ等に比べれば発振されるレーザビームの強度
が遥かに高く、シたがってしきい値効果の大きいヒート
モード記録材料を用いた場合でも記録することができる
。

ところが、反面このアルゴンイオンレーザは、低圧アル
ゴン気体のナーク放電を増幅媒体とする連続発振レーザ
であるため、冷却装置が必要であり、またレーザ管の寿
命が数千−時間程度で比較的短く、さらに高価である、
という問題がある。このため近時では冷却装置を必要と
しない安価な半導体レーザを使用することが検討されて
いる。この半導体レーザは、アルゴンイオンレーザ等の
ガスレーザに比べれば小型安価で消費電力が少ない等、
数々の長所を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、半導体レーザは連続発振させる場合１５
は出力が小さく、したがって高強度の走査光を必要とし
、しきい値効果の大きいヒートモード記録材料を用いた
場合には、発振されるレーザー　ビー本の強度がこのし
きい値以下となり記録する−ことができないという問題
があった。

本発明は上記事実を□考慮し、レーザビームのエネルギ
ーを有効に利用し、高強度の走査光を必要とし、しきい
値効果の大きいヒートモード記録材料を用いた場合であ
っても鮮明な画像を記録することのできるレーザビーム
記録装置を得ることが目的である。

［問題点を解決するための手段コ ・本発明に係るレーザビーム記録装置は、ｐｎ接合面に
対して垂直な方向に広がった断面情円状のレーザビーム
を発振する第１及び第２の半導体レーザと、前記各半導
体レーザのうち少なくとも一方の半導体レーザの発振側
に配置されレーザビームの偏光面を変化させる波長板と
、前記波長板を通過したレーザビームを合成する偏光ビ
ームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタによって
合成され、たレーザビームを走査する走査光学系と、を
備えたレーザビーム記録装置であって、前記各レーザビ
ームの断面形状におけるそれぞれの長軸が略中心部で交
差してレーザビームが合成されるように前記半導体レー
ザ及び波長板を配置している。

［作用］ 上記構成のレーザビーム記録装置では、第１及び第２の
半導体レーザから発振されたレーザビームは、Ｐ偏光又
はＳ偏光とされて偏光ビームスプリッタへ入射する。さ
らにこの偏光ビームスプリッタによって各レーザビーム
の断面形状におけるそれぞれの長軸が略中心部で交差し
て合成される。

このため、合成されたレーザビームの重ね合わせ部分は
高強度となる。

したがって、記録材料としてしきい値効果の大きいヒー
トモード記録材料を用いた場合であっても、重ね合わせ
部分は高強度となっているので、仮に牟−のレーザビー
ムの強度がこのしきい値以下であっても、合成されたレ
ーザビームの重ね合わせ部分はこのしきい値を越える高
強度とすることができ、鮮明な画像を記録することがで
きる。

記録材料上に照射された合成レーザビームのビームスポ
ットは、走査光学系によって主走査されて移動する。こ
の場合、レーザビームが記録材料上に照射され、ビーム
スポットとして結像し記録材料が感応しドツトとして画
像が記録されるまでには、極めて短時間ではあるが時間
のずれかあり、ビームスポットは主走査方向へこの時間
に相応する分だけ移動する。

したがって、合成されたレーザビームの重ね合わせ部分
のビーム断面短軸が走査光学系による主走査方向に対し
平行となるようにすれば、記録材料がレーザビームに感
応して記録されるドツトは、このビームスポットの移動
によって正円に近い形状となり、ドツトの集合体で画像
を得るレーザビーム記録装置において最適となる。

一方、合成されたレーザビームの重ね合わせ部分のビー
ム断面長軸が走査光学系による主走査方向に対し平行と
なるようにすれば、記録材料に記録されるドツトはビー
ムスポットの移動によって長円形となり、通常横長のド
ツトが用いられる漢字やアルファベットなどの文字を記
録する際に有効となる。

［発明の効果］ 以上説明した如く本発明に係るレーザビーム記録装置は
、合成された高強度のレーザビームを記録材料へ照射し
、高強度の走査光を必要とするしきい値効果の大きいヒ
ートモード記録材料を用いた場合であっても鮮明な画像
を記録することができる効果を有する。

［実施（り１月 第１図には本発明の実施例に係るレーザビーム記録装置
１０の概略構成図が示されており、第２図にはレーザビ
ーム記録装置１０の概略平面図が示されている。

このレーザビーム記録装置１０は２つのレーザビーム発
振系を備えている。第１の発振系には、ｐｎ接合に電流
を流し励起させることによってレーザビームを発生する
半導体レーザ１２が配置されている。この半導体レーザ
１２はｐｎ接合面が垂直方向に対し若干傾斜して配置さ
れており、また発振された・レーザビームはｐｎ接合面
に平行な方向と垂直な方向とでそれぞれ発散角が異なり
１、その断面形状は情円状となっている。

半導体レーザ１２の発振側には、半導体レーザ１２から
発振されたレーザビームを平行光線束にするコリメータ
レンズ１４が配置されており、さらにコリメータレンズ
１４の発振側には１／２波長板１６が配置されている。

半導体レーザ１２がら発振されたレーザビームは、コリ
メータレンズ１４によって平行なレーザビーム束１７と
されて１／２波長板１６へ入射するようになっている。

ここでこの１／２波長板１６は、レーザビーム束１７の
光軸層りに回転可能となっており、レーザビーム束１７
は１／２波長板１６を通過することにより偏光面が回転
されるようになっている。

１／２波長板１６のレーザビーム発振側には偏光ビーム
スプリッタ１８が配置されている。偏光ビームスプリッ
タ１日は、入射されたレーザビームの内Ｐ偏光ビームを
透過しＳ偏光ビームを反射するようになっている。この
ため、ｐｎ接合面が垂直方向に対し若干傾斜して配置さ
れた半導体レーザ１２から発振され１／２波長板１６を
通過し偏光面を回転されてＰ偏光とされたレーザビーム
束１７が通過するようになっている。

一方、第２の発振系には半導体レーザ１２と同様に、ρ
ｎ接合に電流を流し励起させることによってレーザビー
ムを発生する半導体レーザ２０が配置されている。この
半導体レーザ２０もｐｎ接合面が垂直方向に対し若干傾
斜して配置されており、また発振されたレーザビームは
ｐｎ接合面に平行な方向と垂直な方向とでそれぞれ発散
角が異なり、その断面形状は惰円状となっている。

半導体レーザ２０の発振側には、半導体レーザ２０から
発振されたレーザビームを平行光線束にするコリメータ
レンズ２２か配置されており、さらにコリメータレンズ
２２の発振側には１／２波長板２７が配置されている。

半導体レーザ２ｏがら発振されたレーザビームは平行な
り、−ｆビーム束２３とされて１７２波長板２７へ入射
するようになっている。

ここでこの１／２波長板２７は、レーザビーム束２３の
光軸層りに回転可能となっており、レーザビーム束２３
は１／２波長板２７を通過することにより偏光面が回転
されて偏光ビームスプリッタ１８へ入射するようになっ
ている。

偏光ビームスプリッタ１８は入射されたレーザビームの
うちＳ偏光ビームを反射するようになっているため、ｐ
ｎ接合面が垂直方向に対し若干傾斜して配置された半導
体レーザ２０から発振され１／２波長板２７を通過し偏
光面を回転されてＳ偏光とされたレーザビーム束２３が
反射すようになっている。したがって、偏光ビームスプ
リッタ１８からはこれらレーザビーム束１７とレーザビ
ーム束２３とが合成された合成ビーム２４が射出される
ようになっている。

ここで、半導体レーザ１２及び半導体レーザ２０はρｎ
接合面が垂直方向に対し若干傾斜シ、配置されているの
で、第３図又は第４図に示す如く合成ビーム２４はレー
ザビーム束１７とレーザビーム束２３の断面形状におけ
るそれぞれの長軸が略中心部で交差して合成されるよう
になっている。

このため、この合成ビーム２４の重ね合わせ部分２５は
高強度となると共に略惰円形に近い断面形状となってい
る。

偏光ビームスプリッタ１８の発振側には、第１図におい
て矢印へ方向に往復回動する走査光学系としての光偏向
器２６が配置されており、偏光ビームスプリッタ１日を
通過した合成ビーム２４を偏向できるようになっている
。光偏向器２６の発振側には集束レンズ２日が配置され
ており、光偏向器２６によって偏向された合成ビーム２
４を合成ビームスポットとして集束するようになってい
る。

集束レンズ２８の焦点面には記録材料３０が配置されて
いる。本発明のレーザビーム記録装置１０に使用可能な
記録材料３０としては、レーザダイレクトフィルムのよ
うなヒートモード記録材料がある。ヒートモード記録材
料は、金属薄膜のようにレーザ等の高密度エネルギーに
よって融解、蒸発、凝集などの熱的変形を生ずる物質を
記録層として用いたものであり、素材としては金属単位
あるいは複数の金属の重層、混合または合金が望ましい
が、染料や顔料あるいは合成樹脂等を用いるようにして
もよい。さらに記録層にはヒートモード記録の感度を上
げるための物質が含まれていてもよく、あるいは感度を
高めるための層か別に存在してもよく、保護層等を設け
るようにしてもよい。

このようなヒートモード記録材料は、しきい値効果が大
きく、しきい値以下の強度のレーザビームでは記録でき
ないが、しきい値を少しでも越える強度のレーザビーム
によっては完全に記録されるものである。したがってこ
のようなヒートモード記録材料に、集束レンズ２日によ
って集束されたレーザビームを照射すると、このレーザ
ビームの強度がしきい値以上である場合に限り記録層が
熱的変形をして照射部分の金属がなくな’Ｊ　記録され
るようになっている。

ここで、第３図又は第４図に示す如く集束レンズ２８に
よって集束された合成ビーム２４は、Ｌノ−ザビーム束
１７とレーザビーム束２３の断面形状におけるそれぞれ
の長軸が略中心部で交差して合成されるようになってお
り、記録材料３０に結像するビームスポットはこの合成
ビーム２４の重ね合わせ部分２５のみが記録材料３０の
しまい値以上の高強度となると共に略惰円形に近い断面
形状となっている。したがって、この重ね合わせ部分が
ドツトとして記録されるようになっている。

なお、通常記録材料３０は平面とされ、このために集束
レンズ２８としてはｆθレンズが用いられている。

次に本実施例の作用について説明する。

半導体レーザ１２から発振されコリメータレンズ１４に
よって平行光線束とされたレーザビーム束１７は１／２
波長板１６へ入射する。ここでこのレーザビーム束１７
は、１／２波長板１６を通過することにより偏光面が回
転されてＰ偏光とされた後に偏光ビームスプリッタ１８
へ入射する。

偏光ビームスプリッタ１８は、入射されたレーザビーム
の内Ｐ偏光ビームを透過しＳ偏光ビームを反射するよう
になっている。このため１／２波長板１６を通過しＰ偏
光とされたレーザビーム束１７が通過する。

一方、半導体レーザ２０から発振されコリメータレンズ
２２によって平行光線束とされたレーザビーム束２３は
１／２波長板２７へ入射する。ここでこのレーザビーム
束２３は、１／２波長板２７を通過することにより偏光
面が回転されてＳ偏光とされた後にも偏光ビームスプリ
ッタ１８へ入射する。偏光ビームスプリッタ１日はこの
入射されたレーザビーム束２３、すなわちＳ偏光ビーム
を反射するようになっているので、偏光ビームスプリッ
タ１８からはこれらレーザビーム束１７とレーザビーム
束２３とが合成された合成ビーム２４が射出される。

ここで、半導体レーザ１２及び半導体レーザ２０はｐｎ
接合面が垂直方向に対し若干傾斜して配置されているの
で、第３図又は第４図に示す如く合成ビーム２４はレー
ザビーム束１７とレーザビーム束２３の断面形状におけ
るそれぞれの長軸が略中心部で交差して合成される。こ
のため、この合成ビーム２４の重ね合わせ部分２５は高
強度となると共に略惰円形に近い断面形状となる。

偏光ビームスプリッタ１８を通過した合成ビーム２４は
、光偏向器２６によって偏向されさらに集束レンズ２８
によって合成ビームスポットとして集束されて記録材料
３０上に結像する。記録材料３０に結像するビームスポ
ットは、この合成ビーム２４の重ね合わせ部分２５のみ
が記録材料３０のしきい値以上の高強度となると共に略
惰円形に近い断面形状となっているので、この重ね合わ
せ部分がドツトとして記録される。

記録材料上に照射された合成レーザビームのビームスポ
ットは、光偏向器２６によって主走査されて移動する。

この場合、レーザビームが記録材料上に照射され、ビー
ムスポットとして結像し記録材料が感応しドツトとして
画像が記録されるまでには、極めて短時間ではあるが時
間のずれがあり、ビームスポットは主走査方向へこの時
間に相応する分だけ移動する。

したがって、合成されたレーザビームの重ね合わせ部分
２５のビーム断面短軸が走査光学系による主走査方向に
対し平行（第４図矢印Ｃ方向）となるようにすれば、記
録材料がレーザビームに感応して記録されるドツトは、
このビームスポットの移動によって正円に近い形状とな
る。このためドツトの集合体で画像を得るレーザビーム
記録装置１０において最適となる。

一方、合成されたレーザビームの重ね合わせ部分２５の
ビーム断面長軸が走査光学系による主走査方向に対し平
行（第４図矢印Ｃ方向）となるようにすれば、記録材料
に記録されるドツトはビームスポットの移動によって長
円形となり、通常横長のトッドが用いられる漢字やアル
ファベットなどの文字を記録する際に有効となる。

なお、本実施例においては２つのレーザビーム発振系に
共に１／２波長板を配置し、いずれの１／２波長板も独
自にレーザビームの光軸層りに回転可能とする構成とし
たが、これに限らず、半導体レーザ１２と偏光ビームス
プリッタ１日あるいは半導体レーザ２０と偏光ビームス
プリッタ１８との相対位置が変化しないようにこれらを
一体的にレーザビームの光軸層りに傾斜させる構成とし
てもよい。この場合には１／２波長板１６又は１／２波
長板２７のうちいずれか一方が不要となる。

また、本実施例においては記録材料３０としてレーザダ
イレクトフィルムのようなヒートモード記録材料を用い
る構成としたが、これに限らず、光ディスクや光磁気デ
ィスクの記録材料等レーザビームを合成して記録を行な
う装置には適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るレーザビーム記録装置の
概略構成図、第２図はレーザビーム記録装置の概略平面
図、第３図及び第４図は偏光ビームスプリッタによって
合成され記録材料に結像するビームスポットの合成の状
態を示す概略図である。 １０・・・レーザビーム記録装置、 １２・・・半導体レーザ、 １６・・・１／２波長板、 １日・・・偏光ビームスプリッタ、 ２０・・・半導体レーザ、 ２４・・・合成ビーム、 ２７・・・１／２波長板、 ３０・・・記録材料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｐｎ接合面に対して垂直な方向に広がった断面惰
   円状のレーザビームを発振する第１及び第２の半導体レ
   ーザと、前記各半導体レーザのうち少なくとも一方の半
   導体レーザの発振側に配置されレーザビームの偏光面を
   変化させる波長板と、前記波長板を通過したレーザビー
   ムを合成する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビーム
   スプリッタによって合成されたレーザビームを走査する
   走査光学系と、を備えたレーザビーム記録装置において
   、前記各レーザビームの断面形状におけるそれぞれの長
   軸が略中心部で交差してレーザビームが合成されるよう
   に前記半導体レーザ及び波長板を配置したことを特徴と
   するレーザビーム記録装置。