JPH09216409A - 端面発光型半導体レーザ素子を用いた光源装置および光走査装置 - Google Patents
端面発光型半導体レーザ素子を用いた光源装置および光走査装置Info
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- JPH09216409A JPH09216409A JP2274796A JP2274796A JPH09216409A JP H09216409 A JPH09216409 A JP H09216409A JP 2274796 A JP2274796 A JP 2274796A JP 2274796 A JP2274796 A JP 2274796A JP H09216409 A JPH09216409 A JP H09216409A
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 長尺で発光効率が高く、高速印字が可能で信
頼性の高い光源装置およびこれを用いた光走査装置を提
供する。 【解決手段】 本発明の特徴は、共振方向が水平となる
ように構成された複数個の端面発光型半導体レーザ素子
１２ａ，１２ｂと、この端面発光型半導体レーザ素子と
対向するように配列されたミラー１３ａ，１３ｂとを具
備した光源装置であって、実装基板上に前記端面発光型
半導体レーザ素子が、前記ミラーを挟んで交互に千鳥状
をなすように配列され、さらに前記ミラーも対向する端
面発光型半導体レーザ素子からの光を上方に導き、出力
光が前記実装基板に垂直な方向にとりだされるように傾
斜せしめられていることにある。
頼性の高い光源装置およびこれを用いた光走査装置を提
供する。 【解決手段】 本発明の特徴は、共振方向が水平となる
ように構成された複数個の端面発光型半導体レーザ素子
１２ａ，１２ｂと、この端面発光型半導体レーザ素子と
対向するように配列されたミラー１３ａ，１３ｂとを具
備した光源装置であって、実装基板上に前記端面発光型
半導体レーザ素子が、前記ミラーを挟んで交互に千鳥状
をなすように配列され、さらに前記ミラーも対向する端
面発光型半導体レーザ素子からの光を上方に導き、出力
光が前記実装基板に垂直な方向にとりだされるように傾
斜せしめられていることにある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、端面発光半導体レーザ
素子を用いた光源装置および光走査装置に係り、特にレ
ーザビームプリンタ、レーザビーム複写機等、像担持体
上を露光走査して画像を形成する装置等に用いられるも
のに関する。
素子を用いた光源装置および光走査装置に係り、特にレ
ーザビームプリンタ、レーザビーム複写機等、像担持体
上を露光走査して画像を形成する装置等に用いられるも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】変調されたレーザビームの光走査によっ
て高密度画素を形成し、電子写真プロセスによって、画
像を記録、出力するレーザビームプリンタあるいはレー
ザビーム複写機において、像担持体上で光走査する速度
を高速化するためには、光走査に用いるポリゴンミラー
の回転速度を増す第１の方法がある。またレーザを用い
ることなく高速化する方法として複数個の発光ダイオー
ドを用い、走査幅に対応して並列に光走査する第２の方
法がある。
て高密度画素を形成し、電子写真プロセスによって、画
像を記録、出力するレーザビームプリンタあるいはレー
ザビーム複写機において、像担持体上で光走査する速度
を高速化するためには、光走査に用いるポリゴンミラー
の回転速度を増す第１の方法がある。またレーザを用い
ることなく高速化する方法として複数個の発光ダイオー
ドを用い、走査幅に対応して並列に光走査する第２の方
法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の装置では、光走査速度の増加がポリゴンミラーの
回転速度という機械的な性能に依存している。機械的な
回転速度の増大は装置の寿命特性を劣化させると同時に
モータの回転に伴う騒音を発生させる。また機械的な性
能が限界を有する以上、光走査速度の増大には限界があ
る。一方、第２の方法では発光ダイオードが用いられて
おり、発光ダイオードはレーザに比べて発光効率が低
く、１個あたりの素子から取り出すことのできる光出力
が小さいという問題がある。
従来の装置では、光走査速度の増加がポリゴンミラーの
回転速度という機械的な性能に依存している。機械的な
回転速度の増大は装置の寿命特性を劣化させると同時に
モータの回転に伴う騒音を発生させる。また機械的な性
能が限界を有する以上、光走査速度の増大には限界があ
る。一方、第２の方法では発光ダイオードが用いられて
おり、発光ダイオードはレーザに比べて発光効率が低
く、１個あたりの素子から取り出すことのできる光出力
が小さいという問題がある。
【０００４】典型的な例で比較すると、被走査面上での
光出力はレーザに比べて１／１００以下である。像担持
体上で画像を形成するのに必要な最低露光量は光出力値
と露光時間の積によって決まる。したがって光出力が小
さいとその分、露光時間を長くする必要があるから、高
速化に対する並列走査の効果を相殺してしまう。また発
光効率が低い分、駆動時に発生する熱も著しく、光走査
速度を増大させることは熱による素子の特性劣化を引き
起こすおそれがある。
光出力はレーザに比べて１／１００以下である。像担持
体上で画像を形成するのに必要な最低露光量は光出力値
と露光時間の積によって決まる。したがって光出力が小
さいとその分、露光時間を長くする必要があるから、高
速化に対する並列走査の効果を相殺してしまう。また発
光効率が低い分、駆動時に発生する熱も著しく、光走査
速度を増大させることは熱による素子の特性劣化を引き
起こすおそれがある。
【０００５】本発明は前記実情に鑑みてなされたもの
で、長尺で発光効率が高く、高速印字が可能で信頼性の
高い光源装置およびこれを用いた光走査装置を提供する
ことを目的とする。
で、長尺で発光効率が高く、高速印字が可能で信頼性の
高い光源装置およびこれを用いた光走査装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、共振方
向が水平となるように構成された複数個の端面発光型半
導体レーザ素子と、この端面発光型半導体レーザ素子と
対向するように配列されたミラーとを具備した光源装置
であって、実装基板上に前記端面発光型半導体レーザ素
子が、前記ミラーを挟んで交互に千鳥状をなすように配
列され、さらに前記ミラーも対向する端面発光型半導体
レーザ素子からの光を上方に導き、出力光が前記実装基
板に垂直な方向にとりだされるように傾斜せしめられて
いることにある。
向が水平となるように構成された複数個の端面発光型半
導体レーザ素子と、この端面発光型半導体レーザ素子と
対向するように配列されたミラーとを具備した光源装置
であって、実装基板上に前記端面発光型半導体レーザ素
子が、前記ミラーを挟んで交互に千鳥状をなすように配
列され、さらに前記ミラーも対向する端面発光型半導体
レーザ素子からの光を上方に導き、出力光が前記実装基
板に垂直な方向にとりだされるように傾斜せしめられて
いることにある。
【０００７】望ましくは、前記端面発光型半導体レーザ
素子は、それぞれ複数のレーザ光を同時もしくは独立し
て放射可能なレーザアレイで構成されている。
素子は、それぞれ複数のレーザ光を同時もしくは独立し
て放射可能なレーザアレイで構成されている。
【０００８】また望ましくは、前記ミラーは、各レーザ
アレイに対応して、対向するレーザアレイからの光を上
方に導き、出力光が前記実装基板に垂直な方向に１列を
なしてとりだされるように傾斜せしめられている。
アレイに対応して、対向するレーザアレイからの光を上
方に導き、出力光が前記実装基板に垂直な方向に１列を
なしてとりだされるように傾斜せしめられている。
【０００９】さらに望ましくは、前記複数個の端面発光
型半導体レーザ素子および前記ミラーが同一基板上にモ
ノリシックに配設されていることを特徴とする。
型半導体レーザ素子および前記ミラーが同一基板上にモ
ノリシックに配設されていることを特徴とする。
【００１０】また望ましくは、前記複数個の端面発光型
半導体レーザ素子が前記ミラーと反対側の面に光検出器
を具備し、前記光検出器の出力に基づいて、前記端面発
光型半導体レーザ素子の光量を調整するフィードバック
制御手段を具備したことを特徴とする。
半導体レーザ素子が前記ミラーと反対側の面に光検出器
を具備し、前記光検出器の出力に基づいて、前記端面発
光型半導体レーザ素子の光量を調整するフィードバック
制御手段を具備したことを特徴とする。
【００１１】さらに望ましくは、前記複数個の端面発光
型半導体レーザ素子、前記ミラーおよび前記光検出器
が、同一基板上に、モノリシックに配設されていること
を特徴とする。
型半導体レーザ素子、前記ミラーおよび前記光検出器
が、同一基板上に、モノリシックに配設されていること
を特徴とする。
【００１２】本発明の第２の特徴は、共振方向が水平と
なるように構成された複数個の端面発光型半導体レーザ
素子と、この端面発光型半導体レーザ素子と対向するよ
うに配列されたミラーとを具備し、前記実装基板上に前
記端面発光型半導体レーザ素子が、前記ミラーを挟んで
交互に千鳥状をなすように配列され、さらに前記ミラー
も対向する端面発光型半導体レーザ素子からの光を上方
に導き、出力光が前記実装基板に垂直な方向にとりださ
れるように傾斜せしめられてなる光源装置と、前記光源
装置から放射される光を副走査方向に対応して圧縮する
ビーム圧縮光学系と、前記ビーム圧縮光学系からの光束
の主光線を所定の方向に制御するフィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を被走査面上に光
スポットして集光させる結像光学系とを有し、前記複数
個の半導体レーザ素子を同時もしくは独立して駆動させ
るようにしたことにある。
なるように構成された複数個の端面発光型半導体レーザ
素子と、この端面発光型半導体レーザ素子と対向するよ
うに配列されたミラーとを具備し、前記実装基板上に前
記端面発光型半導体レーザ素子が、前記ミラーを挟んで
交互に千鳥状をなすように配列され、さらに前記ミラー
も対向する端面発光型半導体レーザ素子からの光を上方
に導き、出力光が前記実装基板に垂直な方向にとりださ
れるように傾斜せしめられてなる光源装置と、前記光源
装置から放射される光を副走査方向に対応して圧縮する
ビーム圧縮光学系と、前記ビーム圧縮光学系からの光束
の主光線を所定の方向に制御するフィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を被走査面上に光
スポットして集光させる結像光学系とを有し、前記複数
個の半導体レーザ素子を同時もしくは独立して駆動させ
るようにしたことにある。
【００１３】
【作用】本発明によれば、発光効率の高い複数個の半導
体レーザを走査幅に対応し配列することができ、レーザ
ビームプリンタなどの印字速度を高速化しながら信頼性
の高い光走査装置および光源装置を実現することができ
る。
体レーザを走査幅に対応し配列することができ、レーザ
ビームプリンタなどの印字速度を高速化しながら信頼性
の高い光走査装置および光源装置を実現することができ
る。
【００１４】本発明の第１によれば、複数個の半導体レ
ーザ素子をミラーに対して千鳥状に配列しているため、
高密度配列の場合にも電極配線のためのスペースを十分
に確保することができる。またミラーも千鳥状に配列す
ることにより、光源装置から出射される光のスポット列
を任意の配列で並べることができる。
ーザ素子をミラーに対して千鳥状に配列しているため、
高密度配列の場合にも電極配線のためのスペースを十分
に確保することができる。またミラーも千鳥状に配列す
ることにより、光源装置から出射される光のスポット列
を任意の配列で並べることができる。
【００１５】また半導体レーザ素子をレーザアレイで構
成することにより走査密度を大幅に増大させることがで
き、より高品質の画像形成を行うことが可能となる。
成することにより走査密度を大幅に増大させることがで
き、より高品質の画像形成を行うことが可能となる。
【００１６】さらにまた、光の取り出し方向が一列とな
るように配列することにより、像担持体上に画像を形成
する際のデータ処理を容易化することが可能となり、長
尺でかつ高密度の光源装置を提供することが可能とな
る。
るように配列することにより、像担持体上に画像を形成
する際のデータ処理を容易化することが可能となり、長
尺でかつ高密度の光源装置を提供することが可能とな
る。
【００１７】また、端面発光型半導体レーザ素子および
前記ミラーが同一基板上にモノリシックに配設せしめら
れることにより、ミラーの位置合わせ調節などの調整が
不要となり、装置全体の小型化が可能となる。さらに各
アレイ中の各素子間を分離するに際し、各レーザ素子、
すなわちレーザストライプ間に相当する領域に、プロト
ンなどのイオン注入を行うことにより高抵抗領域を形成
するようにすれば、各素子は熱的に接続されているた
め、温度のばらつきによる出力のばらつきはなく、高精
度に均一化された出力を得ることができ、プリンタある
いは、感光体を露光するための光源としても、極めて信
頼性の高いものとなる。
前記ミラーが同一基板上にモノリシックに配設せしめら
れることにより、ミラーの位置合わせ調節などの調整が
不要となり、装置全体の小型化が可能となる。さらに各
アレイ中の各素子間を分離するに際し、各レーザ素子、
すなわちレーザストライプ間に相当する領域に、プロト
ンなどのイオン注入を行うことにより高抵抗領域を形成
するようにすれば、各素子は熱的に接続されているた
め、温度のばらつきによる出力のばらつきはなく、高精
度に均一化された出力を得ることができ、プリンタある
いは、感光体を露光するための光源としても、極めて信
頼性の高いものとなる。
【００１８】さらに、前記複数個の端面発光型半導体レ
ーザ素子が前記ミラーと反対側の面に光検出器を具備
し、前記光検出器の出力に基づいて、前記端面発光型半
導体レーザ素子の光量を調整するフィードバック制御手
段を具備しているため、経時的な光量変動への対応ある
いは強度変調が容易に可能となる。また、温度上昇など
による特性のばらつきに対しても、良好に光量調整を行
うことが可能となる。
ーザ素子が前記ミラーと反対側の面に光検出器を具備
し、前記光検出器の出力に基づいて、前記端面発光型半
導体レーザ素子の光量を調整するフィードバック制御手
段を具備しているため、経時的な光量変動への対応ある
いは強度変調が容易に可能となる。また、温度上昇など
による特性のばらつきに対しても、良好に光量調整を行
うことが可能となる。
【００１９】また、複数個の端面発光型半導体レーザ素
子、前記ミラーおよび前記光検出器が、同一基板上に、
モノリシックに配設されているため、ミラーの位置合わ
せ調節などの調整が不要となり、装置全体の小型化が可
能となる。
子、前記ミラーおよび前記光検出器が、同一基板上に、
モノリシックに配設されているため、ミラーの位置合わ
せ調節などの調整が不要となり、装置全体の小型化が可
能となる。
【００２０】さらに、光源装置から放射される光を副走
査方向に対応して圧縮するビーム圧縮光学系と、前記ビ
ーム圧縮光学系からの光束の主光線を所定の方向に制御
するフィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過
した光束を被走査面上に光スポットして集光させる結像
光学系とを有し、前記複数個の半導体レーザ素子を同時
もしくは独立して駆動させるようにしているため、印字
速度を飛躍的に向上させることが可能となる。
査方向に対応して圧縮するビーム圧縮光学系と、前記ビ
ーム圧縮光学系からの光束の主光線を所定の方向に制御
するフィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過
した光束を被走査面上に光スポットして集光させる結像
光学系とを有し、前記複数個の半導体レーザ素子を同時
もしくは独立して駆動させるようにしているため、印字
速度を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。図１は、本発明実施例の光源装置の要部
斜視図であり、図２は同装置の概略断面図である 。
細に説明する。図１は、本発明実施例の光源装置の要部
斜視図であり、図２は同装置の概略断面図である 。
【００２２】この光源装置は、ベース基板１１上に第１
の端面発光型半導体レーザ素子１２ａと第２の端面発光
型半導体レーザ素子１２ｂとが千鳥状に配置され、これ
らにそれぞれ対応するようにさらに第１および第２のミ
ラー面１３ａ，１３ｂが千鳥状に配置されたミラー１３
と、前記ミラー１３に対して第１および第２の端面発光
型半導体レーザ素子の外側にそれぞれ配設されて各レー
ザ素子の光出力を検出する第１および第２のフォトディ
テクタ１４ａ，１４ｂとから構成され、前記ベース基板
に対して垂直な方向にレーザ光を取り出すように構成さ
れている。
の端面発光型半導体レーザ素子１２ａと第２の端面発光
型半導体レーザ素子１２ｂとが千鳥状に配置され、これ
らにそれぞれ対応するようにさらに第１および第２のミ
ラー面１３ａ，１３ｂが千鳥状に配置されたミラー１３
と、前記ミラー１３に対して第１および第２の端面発光
型半導体レーザ素子の外側にそれぞれ配設されて各レー
ザ素子の光出力を検出する第１および第２のフォトディ
テクタ１４ａ，１４ｂとから構成され、前記ベース基板
に対して垂直な方向にレーザ光を取り出すように構成さ
れている。
【００２３】なお、ここで第１および第２のフォトディ
テクタ１４ａ，１４ｂの出力は制御手段（図示せず）に
よって第１および第２の端面発光型半導体レーザ素子の
駆動回路にフィードバックされるようになっている。か
かる構成によれば、発光効率の高い半導体レーザを走査
幅に対応して配置しているため、高速駆動が可能であ
り、信頼性の高い光走査装置を形成することが可能とな
る。また、高密度でかつデータ処理が容易であり、経時
的な光量変動への対応、あるいは強度変調が可能とな
る。なお、前記実施例では端面発光型半導体レーザ素子
１個に対してフォトディテクタ１個づつ対応させるよう
にしているが、フィードバックを頻繁に要求しない場合
には、複数個のレーザ素子に対して１個のフォトディテ
クタを対応させるようにしてもよい。
テクタ１４ａ，１４ｂの出力は制御手段（図示せず）に
よって第１および第２の端面発光型半導体レーザ素子の
駆動回路にフィードバックされるようになっている。か
かる構成によれば、発光効率の高い半導体レーザを走査
幅に対応して配置しているため、高速駆動が可能であ
り、信頼性の高い光走査装置を形成することが可能とな
る。また、高密度でかつデータ処理が容易であり、経時
的な光量変動への対応、あるいは強度変調が可能とな
る。なお、前記実施例では端面発光型半導体レーザ素子
１個に対してフォトディテクタ１個づつ対応させるよう
にしているが、フィードバックを頻繁に要求しない場合
には、複数個のレーザ素子に対して１個のフォトディテ
クタを対応させるようにしてもよい。
【００２４】また、ミラーは、プラスチック、ガラスも
しくは絶縁性あるいは半導体基板を加工して形成すれば
よい。
しくは絶縁性あるいは半導体基板を加工して形成すれば
よい。
【００２５】さらに、端面発光型半導体レーザ素子やフ
ォトディテクタについても別体として形成しても良い
し、モノリシックに形成しても良い。
ォトディテクタについても別体として形成しても良い
し、モノリシックに形成しても良い。
【００２６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図３はこの光源装置の要部斜視図である。
する。図３はこの光源装置の要部斜視図である。
【００２７】この光源装置は、照射すべき原稿幅などに
対応する走査幅Ｌを照射できるように、ベース基板１１
上に、１チップ上に複数個の端面発光型半導体レーザを
もつレーザアレイを配設してなる第１の端面発光型半導
体レーザ素子１２ａと、同様に１チップ上に複数個の端
面発光型半導体レーザをもつレーザアレイを配設してな
る第２の端面発光型半導体レーザ素子１２ｂとが千鳥状
に配置され、これらにそれぞれ対応するようにさらに第
１および第２のミラー面１３ａ，１３ｂが千鳥状に配置
されたマイクロプリズムミラーからなるミラー１３と、
前記ミラー１３に対して第１および第２の端面発光型半
導体レーザ素子の外側にそれぞれ配設されて各レーザ素
子の光出力を検出する第１および第２のフォトディテク
タアレイ１４ａ，１４ｂとから構成され、前記ベース基
板に対して垂直な方向に幅Ｌにわたるレーザ光を取り出
すように構成されている。
対応する走査幅Ｌを照射できるように、ベース基板１１
上に、１チップ上に複数個の端面発光型半導体レーザを
もつレーザアレイを配設してなる第１の端面発光型半導
体レーザ素子１２ａと、同様に１チップ上に複数個の端
面発光型半導体レーザをもつレーザアレイを配設してな
る第２の端面発光型半導体レーザ素子１２ｂとが千鳥状
に配置され、これらにそれぞれ対応するようにさらに第
１および第２のミラー面１３ａ，１３ｂが千鳥状に配置
されたマイクロプリズムミラーからなるミラー１３と、
前記ミラー１３に対して第１および第２の端面発光型半
導体レーザ素子の外側にそれぞれ配設されて各レーザ素
子の光出力を検出する第１および第２のフォトディテク
タアレイ１４ａ，１４ｂとから構成され、前記ベース基
板に対して垂直な方向に幅Ｌにわたるレーザ光を取り出
すように構成されている。
【００２８】なお、ここでも第１および第２のフォトデ
ィテクタ１４ａ，１４ｂの出力は制御手段（図示せず）
によって第１および第２の半導体レーザ素子の駆動回路
にフィードバックされるようになっている。
ィテクタ１４ａ，１４ｂの出力は制御手段（図示せず）
によって第１および第２の半導体レーザ素子の駆動回路
にフィードバックされるようになっている。
【００２９】そして、電極配線は、図４に１チップの例
を示すように、第１および第２の半導体レーザ素子アレ
イともにチップの両サイド（レーザストライプ１７と直
交する方向）にむけて各６本の引き出し線１９を形成
し、端部にストライプに対して平行となるように配列せ
しめられた計１２個のボンディングパッド１８を配列し
たことを特徴とする。ここでは共振器長５００μm の素
子で１レーザストライプ当たり８０μm 角のボンディン
グパッド部（パッド間分離のためのスペースも含めて）
を占有するものとすると、共振器長方向に各６個のボン
ディングパッドを配置することができる。例えば１チッ
プあたり１２本のレーザストライプを２０μm ピッチで
形成するとすると、 ２０μm ×１２＋８０μm ×２＝４００μm のチップ幅となる。
を示すように、第１および第２の半導体レーザ素子アレ
イともにチップの両サイド（レーザストライプ１７と直
交する方向）にむけて各６本の引き出し線１９を形成
し、端部にストライプに対して平行となるように配列せ
しめられた計１２個のボンディングパッド１８を配列し
たことを特徴とする。ここでは共振器長５００μm の素
子で１レーザストライプ当たり８０μm 角のボンディン
グパッド部（パッド間分離のためのスペースも含めて）
を占有するものとすると、共振器長方向に各６個のボン
ディングパッドを配置することができる。例えば１チッ
プあたり１２本のレーザストライプを２０μm ピッチで
形成するとすると、 ２０μm ×１２＋８０μm ×２＝４００μm のチップ幅となる。
【００３０】一方ストライプの存在領域は２４０μm に
対し両端のボンディングパッド領域が８０μm づつであ
るため、両側のチップのストライプ領域が連続するよう
に設置すれば、発光点は連続して形成されることにな
る。
対し両端のボンディングパッド領域が８０μm づつであ
るため、両側のチップのストライプ領域が連続するよう
に設置すれば、発光点は連続して形成されることにな
る。
【００３１】なお、レーザストライプ部とボンディング
パッド部との間はレーザストライプ間の電気的分離を考
慮した多層配線技術による引き出し線を用いて接続する
ようにすればよく、主走査ラインのピッチが狭くなって
も容易に電極配線を行うことが可能となる。
パッド部との間はレーザストライプ間の電気的分離を考
慮した多層配線技術による引き出し線を用いて接続する
ようにすればよく、主走査ラインのピッチが狭くなって
も容易に電極配線を行うことが可能となる。
【００３２】このようにかかる構成によれば、極めて高
密度で信頼性の高いレーザ光源装置を得ることが可能と
なる。さらにまた、前記実施例ではスポット列を１列と
なるようにミラーを配列したが、１列に限定されること
なく光のスポット列を任意の配列で並べることができ
る。１列にした場合、像担持体上に画像を形成する際の
データ処理の容易化をはかることが可能となる。また走
査密度を飛躍的に増大することができ、より高品質な画
像形成を行うことが可能となる。
密度で信頼性の高いレーザ光源装置を得ることが可能と
なる。さらにまた、前記実施例ではスポット列を１列と
なるようにミラーを配列したが、１列に限定されること
なく光のスポット列を任意の配列で並べることができ
る。１列にした場合、像担持体上に画像を形成する際の
データ処理の容易化をはかることが可能となる。また走
査密度を飛躍的に増大することができ、より高品質な画
像形成を行うことが可能となる。
【００３３】次に本発明の第３の実施例について説明す
る。この光源装置は、図５に示すように、ベース基板１
１をドライエッチング技術を用いて加工し、あらかじめ
ミラー１３を一体的に形成し、これと対向するように端
面発光型半導体レーザ素子アレイからなる複数個の半導
体レーザ素子１２を取り付けるようにしたものである。
かかる構成により、ミラーを取り付ける際の位置決めが
不要になり、製造プロセスの簡略化をはかることができ
るとともに装置の小形化をはかることができ、高精度で
信頼性の高い光源装置を提供することが可能となる。
る。この光源装置は、図５に示すように、ベース基板１
１をドライエッチング技術を用いて加工し、あらかじめ
ミラー１３を一体的に形成し、これと対向するように端
面発光型半導体レーザ素子アレイからなる複数個の半導
体レーザ素子１２を取り付けるようにしたものである。
かかる構成により、ミラーを取り付ける際の位置決めが
不要になり、製造プロセスの簡略化をはかることができ
るとともに装置の小形化をはかることができ、高精度で
信頼性の高い光源装置を提供することが可能となる。
【００３４】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。この光源装置は図６に示すように、ベース基板１１
上に、共振器を有する複数個の端面発光型レーザアレイ
からなる半導体レーザ素子１２およびミラー１３がモノ
リシックに形成されていることを特徴とするものであ
る。
る。この光源装置は図６に示すように、ベース基板１１
上に、共振器を有する複数個の端面発光型レーザアレイ
からなる半導体レーザ素子１２およびミラー１３がモノ
リシックに形成されていることを特徴とするものであ
る。
【００３５】製造に際しては、ファブリペロー型共振器
ミラーの形成に、へき開を利用することはできないた
め、Ｃｌ2 プラズマによる反応性イオンビームエッチン
グ（ＲＩＢＥ）法やＡｒイオンとＣｌ2 ガスを用いたイ
オンビームアシストエッチング（ＩＢＡＥ）法などを用
いて形成する。またここではベース基板１１としてシリ
コン基板を用い、この上層に選択的にガリウムヒ素（Ga
As）プロセスを用いて半導体レーザを形成する。なお、
シリコンを用いることにより安価で大面積の光源装置を
形成することができるが、シリコンは間接遷移型半導体
であり、半導体レーザの作製には適さない。従って、Ga
As半導体を格子定数の異なるシリコン基板の上に作製
し、通常の方法によって半導体レーザを形成する。半導
体レーザは例えばシリコン基板表面にｎ型のアルミニウ
ムガリウム砒素（AlGaAs) からなる下部クラッド層と、
ガリウム砒素（GaAs）量子井戸層およびAlGaAs閉じ込め
層からなる量子井戸活性層、ｐ型のAlGaAsからなる上部
クラッド層と、ｐ型のGaAsキャップ層とが順次積層せし
められて構成される。なお各素子間の分離はプロトン注
入など、イオン注入による高抵抗領域２０によってなさ
れている。
ミラーの形成に、へき開を利用することはできないた
め、Ｃｌ2 プラズマによる反応性イオンビームエッチン
グ（ＲＩＢＥ）法やＡｒイオンとＣｌ2 ガスを用いたイ
オンビームアシストエッチング（ＩＢＡＥ）法などを用
いて形成する。またここではベース基板１１としてシリ
コン基板を用い、この上層に選択的にガリウムヒ素（Ga
As）プロセスを用いて半導体レーザを形成する。なお、
シリコンを用いることにより安価で大面積の光源装置を
形成することができるが、シリコンは間接遷移型半導体
であり、半導体レーザの作製には適さない。従って、Ga
As半導体を格子定数の異なるシリコン基板の上に作製
し、通常の方法によって半導体レーザを形成する。半導
体レーザは例えばシリコン基板表面にｎ型のアルミニウ
ムガリウム砒素（AlGaAs) からなる下部クラッド層と、
ガリウム砒素（GaAs）量子井戸層およびAlGaAs閉じ込め
層からなる量子井戸活性層、ｐ型のAlGaAsからなる上部
クラッド層と、ｐ型のGaAsキャップ層とが順次積層せし
められて構成される。なお各素子間の分離はプロトン注
入など、イオン注入による高抵抗領域２０によってなさ
れている。
【００３６】かかる構成によれば、小形で極めて高精度
で信頼性の高い光源装置を提供することが可能となる。
で信頼性の高い光源装置を提供することが可能となる。
【００３７】また、この光源装置を用いた光走査装置に
ついて説明する。この装置は図７に示すように光源装置
１と、この光源装置１から放射される光を副走査方向に
圧縮するシリンドリカルレンズからなるビーム圧縮光学
系２と、ハーフミラー３と、前記ビーム圧縮光学系から
の光束の主光線を所定の方向に制御するフィールドレン
ズ４と、前記フィールドレンズを通過した光束を被走査
面上に光スポットとして集光させる結像光学系５と、折
り返しミラー６とから構成され、結像光学系５に反射さ
れてフィールドレンズ４を通過した光束を、ハーフミラ
ー３によって感光体ドラム７上に導くように構成されて
いる。光源装置は主走査方向に沿ってレーザアレイが配
列されており、副走査方向とは被走査面の移動方向であ
る。また、「副走査対応方向」とは光源から被走査面に
至る光路を光軸に沿って直線的に展開した仮想的な光路
上において、副走査方向に対して平行となる方向を意味
する。「主走査対応方向」も同様に定義する。光源装置
１から放射される光はビーム圧縮光学系２によって副走
査対応方向に圧縮せしめられる。端面発光型レーザにお
いてはレーザ端面から出射される光の分布が水平方向
（主走査対応方向）に比べて垂直方向（副走査対応方
向）に広がった楕円形であるため、被走査面上に効率よ
く光を到達させる目的で、シリンドリカルレンズによっ
て副走査対応方向にのみ結像させるものとする。
ついて説明する。この装置は図７に示すように光源装置
１と、この光源装置１から放射される光を副走査方向に
圧縮するシリンドリカルレンズからなるビーム圧縮光学
系２と、ハーフミラー３と、前記ビーム圧縮光学系から
の光束の主光線を所定の方向に制御するフィールドレン
ズ４と、前記フィールドレンズを通過した光束を被走査
面上に光スポットとして集光させる結像光学系５と、折
り返しミラー６とから構成され、結像光学系５に反射さ
れてフィールドレンズ４を通過した光束を、ハーフミラ
ー３によって感光体ドラム７上に導くように構成されて
いる。光源装置は主走査方向に沿ってレーザアレイが配
列されており、副走査方向とは被走査面の移動方向であ
る。また、「副走査対応方向」とは光源から被走査面に
至る光路を光軸に沿って直線的に展開した仮想的な光路
上において、副走査方向に対して平行となる方向を意味
する。「主走査対応方向」も同様に定義する。光源装置
１から放射される光はビーム圧縮光学系２によって副走
査対応方向に圧縮せしめられる。端面発光型レーザにお
いてはレーザ端面から出射される光の分布が水平方向
（主走査対応方向）に比べて垂直方向（副走査対応方
向）に広がった楕円形であるため、被走査面上に効率よ
く光を到達させる目的で、シリンドリカルレンズによっ
て副走査対応方向にのみ結像させるものとする。
【００３８】ビーム圧縮光学系２からの光束の主光線を
所定の方向、すなわち結像光学系５および折り返しミラ
ー６の配置された方向に導くようにフィールドレンズ４
が作用する。
所定の方向、すなわち結像光学系５および折り返しミラ
ー６の配置された方向に導くようにフィールドレンズ４
が作用する。
【００３９】フィールドレンズ４は、球面レンズあるい
は非球面レンズであるが、主走査対応方向には光源装置
に対応した長さを持つ一方、副走査対応方向にはビーム
圧縮光学系２によって絞られた光束が入射するのに十分
な幅を残して切り出された形状となっている。光源装置
１からのレーザビームはフィールドレンズ４の光軸に対
して平行であり、フィールドレンズ４によってこのレン
ズの像側焦点位置に集められる。
は非球面レンズであるが、主走査対応方向には光源装置
に対応した長さを持つ一方、副走査対応方向にはビーム
圧縮光学系２によって絞られた光束が入射するのに十分
な幅を残して切り出された形状となっている。光源装置
１からのレーザビームはフィールドレンズ４の光軸に対
して平行であり、フィールドレンズ４によってこのレン
ズの像側焦点位置に集められる。
【００４０】光出射点と被走査面上に光スポットとして
集光させる役割を果たすのが結像光学系５および折り返
しミラー６である。
集光させる役割を果たすのが結像光学系５および折り返
しミラー６である。
【００４１】このような構成をもつ光走査装置によれ
ば、機械的稼動部がなく独立駆動可能な複数個のレーザ
素子により、走査幅全体にわたって同時もしくは極めて
短時間に書き込むことができるため、高速でありながら
騒音あるいは熱などの発生がなく、信頼性の高い光走査
装置を実現することが可能となる。
ば、機械的稼動部がなく独立駆動可能な複数個のレーザ
素子により、走査幅全体にわたって同時もしくは極めて
短時間に書き込むことができるため、高速でありながら
騒音あるいは熱などの発生がなく、信頼性の高い光走査
装置を実現することが可能となる。
【００４２】なお、べース基板上にレーザ素子アレイあ
るいはミラーを形成する方法としては、図３に示したよ
うに各素子をディスクリートに貼着する方法、図５ある
いは図６に示されるように素子の一部もしくはすべての
素子を一体的に形成する方法がある。前者は取り付けの
手間はかかるものの、各素子を個別に作製しておくこと
ができ、装置の形成を効率的に進めることができ、歩留
まりも良好である。
るいはミラーを形成する方法としては、図３に示したよ
うに各素子をディスクリートに貼着する方法、図５ある
いは図６に示されるように素子の一部もしくはすべての
素子を一体的に形成する方法がある。前者は取り付けの
手間はかかるものの、各素子を個別に作製しておくこと
ができ、装置の形成を効率的に進めることができ、歩留
まりも良好である。
【００４３】一方、後者の方法はプロセスが高度である
ものの、取り付けの手間がなく、小形化および高精度化
をはかることが可能となる。
ものの、取り付けの手間がなく、小形化および高精度化
をはかることが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、走査密度の向上をはかるとともに、半導体レーザを
高密度に配列した場合でも、電極配線のためのスペース
を確保することが可能となり、またミラーも千鳥状に配
列することによって、光のスポット列を任意の配列で並
べることができる。例えば、一列で主走査幅をなすよう
に配列することにより、画像を形成する際のデータ処理
の簡略化をはかることができる。
ば、走査密度の向上をはかるとともに、半導体レーザを
高密度に配列した場合でも、電極配線のためのスペース
を確保することが可能となり、またミラーも千鳥状に配
列することによって、光のスポット列を任意の配列で並
べることができる。例えば、一列で主走査幅をなすよう
に配列することにより、画像を形成する際のデータ処理
の簡略化をはかることができる。
【００４５】また半導体レーザのそれぞれをレーザアレ
イで構成することにより、走査密度を増大することが可
能となる。また半導体レーザの後端側にフォトデテクタ
を配置して光量を制御することにより、記録装置の光源
として用いる場合には高画質の光走査記録を行うことが
可能となる。従って高密度化および高精度化をはかるこ
とが可能となる。
イで構成することにより、走査密度を増大することが可
能となる。また半導体レーザの後端側にフォトデテクタ
を配置して光量を制御することにより、記録装置の光源
として用いる場合には高画質の光走査記録を行うことが
可能となる。従って高密度化および高精度化をはかるこ
とが可能となる。
【００４６】さらに、本発明の光走査装置を用いること
により、複数個の半導体レーザを高密度に駆動させ、走
査幅全体にわたって同時あるいは極めて短時間で光照射
を行うことが可能となり、騒音もなく、信頼性の高い高
速走査が可能となる。
により、複数個の半導体レーザを高密度に駆動させ、走
査幅全体にわたって同時あるいは極めて短時間で光照射
を行うことが可能となり、騒音もなく、信頼性の高い高
速走査が可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例の光源装置の斜視図
【図２】同断面図
【図３】同装置の１チップを示す説明図
【図４】本発明の第２の実施例の光源装置を示す図
【図５】本発明の第２の実施例の光源装置を示す図
【図６】本発明の第３の実施例の光源装置を示す図
【図７】同光源装置を用いた光走査装置を示す図
１ 光源装置 ２ ビーム圧縮光学系 ３ ハーフミラー ４ フィールドレンズ ５ 結像光学系 ６ 折り返しミラー ７ 感光体ドラム １１ ベース基板 １２ 半導体レーザ素子 １２ａ 第１の端面発光型半導体レーザ素子 １２ｂ 第２の端面発光型半導体レーザ素子 １３ ミラー １３ａ 第１のミラー面 １３ｂ 第２のミラー面 １４ フォトディテクタ １４ａ 第１のフォトディテクタ １４ｂ 第２のフォトディテクタ １７ レーザストライプ １８ ボンディングパッド １９ 引き出し線
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/133 3/18 (72)発明者 布施 マリオ 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 伊藤 昌夫 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 水平な共振方向をもつように構成された
複数個の端面発光型半導体レーザ素子と、この端面発光
型半導体レーザ素子と対向するように配列されたミラー
とを具備した傾斜ミラー型の光源装置であって、 実装基板上に前記端面発光型半導体レーザ素子が、前記
ミラーを挟んで交互に千鳥状をなすように配列されると
ともに、 前記ミラーは、相対向する前記端面発光型半導体レーザ
素子からの光を上方に導き、出力光が前記実装基板に垂
直な方向にとりだされるように、傾斜せしめられている
ことを特徴とする端面発光型半導体レーザ素子を用いた
光源装置。 - 【請求項２】 前記端面発光型半導体レーザ素子は、そ
れぞれ複数のレーザ光を同時もしくは独立して放射可能
なレーザアレイで構成されていることを特徴とする請求
項１記載の光源装置。 - 【請求項３】 前記ミラーは、前記レーザアレイに対応
して、対向するレーザアレイからの光を上方に導き、出
力光が前記実装基板に垂直な方向に１列をなしてとりだ
されるように千鳥状に配列されかつ傾斜せしめられてい
ることを特徴とする請求項２記載の光源装置。 - 【請求項４】 前記複数個の端面発光型半導体レーザ素
子および前記ミラーが同一基板上にモノリシックに配設
されていることを特徴とする請求項１記載の光源装置。 - 【請求項５】 前記複数個の端面発光型半導体レーザ素
子が前記ミラーと反対側の面に光検出器を具備し、 前記光検出器の出力に基づいて、前記端面発光型半導体
レーザ素子の光量を調整するフィードバック制御手段を
具備したことを特徴とする請求項１記載の光源装置。 - 【請求項６】 前記複数個の端面発光型半導体レーザ素
子、前記ミラーおよび前記光検出器が、同一基板上に、
モノリシックに配設されていることを特徴とする請求項
１記載の光源装置。 - 【請求項７】 水平な共振方向をもつように構成された
複数個の端面発光型半導体レーザ素子と、この端面発光
型半導体レーザ素子と対向するように配列されたミラー
とを具備し、 実装基板上に前記端面発光型半導体レーザ素子が、前記
ミラーを挟んで交互に千鳥状をなすように配列されると
ともに、前記ミラーが対向する端面発光型半導体レーザ
素子からの光を上方に導き、出力光が前記実装基板に垂
直な方向にとりだされるように傾斜せしめられてなる光
源装置と、 前記光源装置から放射される光を副走査方向に対応して
圧縮するビーム圧縮光学系と、前記ビーム圧縮光学系か
らの光束の主光線を所定の方向に制御するフィールドレ
ンズと、前記フィールドレンズを通過した光束を被走査
面上に光スポットして集光させる結像光学系とを有し、
前記複数個の半導体レーザ素子を同時もしくは独立して
駆動させるようにしたことを特徴とする光走査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2274796A JPH09216409A (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 端面発光型半導体レーザ素子を用いた光源装置および光走査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2274796A JPH09216409A (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 端面発光型半導体レーザ素子を用いた光源装置および光走査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09216409A true JPH09216409A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12091295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2274796A Pending JPH09216409A (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 端面発光型半導体レーザ素子を用いた光源装置および光走査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09216409A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014199889A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 露光ヘッド及びその製造方法 |
| JP2015502052A (ja) * | 2011-12-08 | 2015-01-19 | ビノプティクス・コーポレイションＢｉｎｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 端面発光エッチングファセットレーザ |
| WO2019187784A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | パナソニック株式会社 | 光学装置 |
| JP2019186341A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 三菱電機株式会社 | 波長多重通信モジュール |
| JP2020145458A (ja) * | 2018-01-30 | 2020-09-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| JP7068560B1 (ja) * | 2021-06-14 | 2022-05-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザー装置および半導体レーザー装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP2274796A patent/JPH09216409A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015502052A (ja) * | 2011-12-08 | 2015-01-19 | ビノプティクス・コーポレイションＢｉｎｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 端面発光エッチングファセットレーザ |
| JP2016208040A (ja) * | 2011-12-08 | 2016-12-08 | メイコム テクノロジー ソリューションズ ホールディングス インコーポレイテッド | 端面発光エッチングファセットレーザ |
| JP2014199889A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社ブイ・テクノロジー | 露光ヘッド及びその製造方法 |
| JP2020145458A (ja) * | 2018-01-30 | 2020-09-10 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置 |
| WO2019187784A1 (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | パナソニック株式会社 | 光学装置 |
| JP2019186341A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 三菱電機株式会社 | 波長多重通信モジュール |
| JP7068560B1 (ja) * | 2021-06-14 | 2022-05-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザー装置および半導体レーザー装置の製造方法 |
| WO2022264210A1 (ja) * | 2021-06-14 | 2022-12-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザー装置および半導体レーザー装置の製造方法 |
| CN117426031A (zh) * | 2021-06-14 | 2024-01-19 | 三菱电机株式会社 | 半导体激光装置以及半导体激光装置的制造方法 |
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