JPH10154852A - 積層型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学装置 - Google Patents
積層型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学装置Info
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- JPH10154852A JPH10154852A JP9225957A JP22595797A JPH10154852A JP H10154852 A JPH10154852 A JP H10154852A JP 9225957 A JP9225957 A JP 9225957A JP 22595797 A JP22595797 A JP 22595797A JP H10154852 A JPH10154852 A JP H10154852A
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- B41J2/473—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using the combination of scanning and modulation of light using dot sequential main scanning by means of a light deflector, e.g. a rotating polygonal mirror using multiple light beams, wavelengths or colours
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4043—Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源を交換するだけで１ビーム系のレーザビ
ーム走査光学装置としても使用する。 【解決手段】 積層型マルチ半導体レーザ素子２は、半
導体基板、クラッド層、ギャップ層及び活性層２２ａ，
２２ｂ等にて構成された積層体ウエハ２１を有してい
る。この積層体ウエハ２１は、周知の技術であるフォト
リソグラフ法や蒸着法等の方法を用い、フォトレジスト
塗布、蒸着、剥離等を繰り返すことによって、半導体基
板上にクラッド層やギャップ層や活性層２２ａ，２２ｂ
等を積み重ねて構成したものである。積層体ウエハ２１
の活性層２２ａ，２２ｂは、積層体ウエハ２１の積層方
向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に相互に距
離ｐだけずらせて設けられた発光領域２３ａ，２３ｂを
それぞれ有している。
ーム走査光学装置としても使用する。 【解決手段】 積層型マルチ半導体レーザ素子２は、半
導体基板、クラッド層、ギャップ層及び活性層２２ａ，
２２ｂ等にて構成された積層体ウエハ２１を有してい
る。この積層体ウエハ２１は、周知の技術であるフォト
リソグラフ法や蒸着法等の方法を用い、フォトレジスト
塗布、蒸着、剥離等を繰り返すことによって、半導体基
板上にクラッド層やギャップ層や活性層２２ａ，２２ｂ
等を積み重ねて構成したものである。積層体ウエハ２１
の活性層２２ａ，２２ｂは、積層体ウエハ２１の積層方
向（Ｘ方向）に対して垂直な方向（Ｙ方向）に相互に距
離ｐだけずらせて設けられた発光領域２３ａ，２３ｂを
それぞれ有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型マルチ半導
体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザ
ビーム走査光学装置、特に、複数のレーザビームを用い
て高速に画像印字を行なうレーザプリンタやデジタル複
写機に組み込まれる、積層型マルチ半導体レーザ素子及
びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学
装置に関する。
体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザ
ビーム走査光学装置、特に、複数のレーザビームを用い
て高速に画像印字を行なうレーザプリンタやデジタル複
写機に組み込まれる、積層型マルチ半導体レーザ素子及
びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】積層型マルチ半導体レーザ素子として
は、従来より、例えば特開平６−２４４４９６号公報に
記載されたものが知られている。この積層型マルチ半導
体レーザ素子は、同一活性層内に所定のピッチで複数の
発光領域を設けている。
は、従来より、例えば特開平６−２４４４９６号公報に
記載されたものが知られている。この積層型マルチ半導
体レーザ素子は、同一活性層内に所定のピッチで複数の
発光領域を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、積
層型マルチ半導体レーザ素子は、同一活性層内に複数の
発光領域を設けているかどうかにかかわらず、レーザ駆
動電力の全部を光エネルギーに変換することはできな
い。光エネルギーに変換されなかったレーザ駆動電力
は、熱損失として熱エネルギーに変換され、各発光領域
を加熱する。一方、レーザ駆動電力とレーザビーム出力
の関係を関数で表示すると、発光領域の温度がパラメー
タとして含まれる。
層型マルチ半導体レーザ素子は、同一活性層内に複数の
発光領域を設けているかどうかにかかわらず、レーザ駆
動電力の全部を光エネルギーに変換することはできな
い。光エネルギーに変換されなかったレーザ駆動電力
は、熱損失として熱エネルギーに変換され、各発光領域
を加熱する。一方、レーザ駆動電力とレーザビーム出力
の関係を関数で表示すると、発光領域の温度がパラメー
タとして含まれる。
【０００４】従って、複数の発光領域を有する積層型マ
ルチ半導体レーザ素子では、発光領域相互を近づける
と、隣り合う発光領域間の熱的クロストークにより、一
方の発光領域の熱が他方の発光領域に伝わり、各発光領
域から放射されるレーザビームの絶対的光量が変動した
り、あるいは、発光領域から放射されたレーザビーム間
に相対的光量差が発生するという問題があった。特に、
発光領域から放射されたレーザビーム間に相対的光量差
が発生すると、画像品位が著しく劣化するため好ましく
ない。また、各発光領域が加熱されることにより、各発
光領域から放射されるレーザビームの波長がシフトし、
像面上での色収差が大きくなるという問題があった。さ
らに、各発光領域の信号線を配設するため、かなり広い
スペースを確保する必要があった。
ルチ半導体レーザ素子では、発光領域相互を近づける
と、隣り合う発光領域間の熱的クロストークにより、一
方の発光領域の熱が他方の発光領域に伝わり、各発光領
域から放射されるレーザビームの絶対的光量が変動した
り、あるいは、発光領域から放射されたレーザビーム間
に相対的光量差が発生するという問題があった。特に、
発光領域から放射されたレーザビーム間に相対的光量差
が発生すると、画像品位が著しく劣化するため好ましく
ない。また、各発光領域が加熱されることにより、各発
光領域から放射されるレーザビームの波長がシフトし、
像面上での色収差が大きくなるという問題があった。さ
らに、各発光領域の信号線を配設するため、かなり広い
スペースを確保する必要があった。
【０００５】以上のことから、従来の積層型マルチ半導
体レーザ素子は、発光領域相互を接近させることが困難
であり、発光領域相互の間隔は少なくとも１００μｍ程
度必要であるとされてきた。このため、同一活性層内に
複数の発光領域を設けている従来のマルチ半導体レーザ
素子を、発光領域を副走査方向に配列した状態でレーザ
ビーム走査光学装置に取り付け、このレーザビームの走
査光学装置で並列書込みを行なった場合、像面上でのビ
ーム間隔が副走査方向に何ラインも離れた複数のライン
の同時露光となる。具体的には、発光領域相互の間隔が
１００μｍ程度のとき、像面上でのビーム間隔が約３ｍ
ｍ離れた複数ラインの同時露光となる。
体レーザ素子は、発光領域相互を接近させることが困難
であり、発光領域相互の間隔は少なくとも１００μｍ程
度必要であるとされてきた。このため、同一活性層内に
複数の発光領域を設けている従来のマルチ半導体レーザ
素子を、発光領域を副走査方向に配列した状態でレーザ
ビーム走査光学装置に取り付け、このレーザビームの走
査光学装置で並列書込みを行なった場合、像面上でのビ
ーム間隔が副走査方向に何ラインも離れた複数のライン
の同時露光となる。具体的には、発光領域相互の間隔が
１００μｍ程度のとき、像面上でのビーム間隔が約３ｍ
ｍ離れた複数ラインの同時露光となる。
【０００６】このように、像面上での副走査方向のビー
ム間隔が大きくなれば、像面上で走査ラインが主走査方
向に湾曲して発生するボウの曲がりが大きくなるので、
主走査方向の画角毎に、副走査方向のビーム間隔が大き
く異なってしまう。また、像面上でのビーム間隔が大き
くなれば、プリンタのように感光体ドラム上にビーム走
査をするときは、感光体ドラムの回転速度ムラや偏心に
より、各ビームの投影位置の間隔が大きく変動する。以
上の結果から、従来の積層型マルチ半導体レーザ素子を
用いたレーザビーム走査光学装置は、画像品位の劣化を
招き易かった。
ム間隔が大きくなれば、像面上で走査ラインが主走査方
向に湾曲して発生するボウの曲がりが大きくなるので、
主走査方向の画角毎に、副走査方向のビーム間隔が大き
く異なってしまう。また、像面上でのビーム間隔が大き
くなれば、プリンタのように感光体ドラム上にビーム走
査をするときは、感光体ドラムの回転速度ムラや偏心に
より、各ビームの投影位置の間隔が大きく変動する。以
上の結果から、従来の積層型マルチ半導体レーザ素子を
用いたレーザビーム走査光学装置は、画像品位の劣化を
招き易かった。
【０００７】そこで、この対策として、図８に示すよう
に、同一活性層５２に複数の発光領域５３ａ，５３ｂが
Ｐ0離れた状態で設けられているマルチ半導体レーザ素
子５１を角度θ傾けることにより、見掛け上副走査方向
のピッチＰがＰ＝Ｐ0ｓｉｎθと小さくなることを利用
して、発光領域５３ａ，５３ｂの間隔を狭くする方法が
提案されている。このとき、マルチ半導体レーザ素子５
１は活性層５２に対して平行な方向は略主走査方向に、
活性層５２に対して垂直な方向は略副走査方向になるよ
うにマルチビーム系のレーザビーム走査光学装置に取り
付けられることになる。そして、半導体レーザ素子５１
から放射されるレーザビームは、その広がり角が活性層
５２に対して垂直な方向に広く、活性層５２に対して平
行な方向に狭く、楕円の強度分布をもっている。従っ
て、拡がり角の広い方が略副走査方向に配置されること
になる。ここに、図８中のＥａ，Ｅｂはレーザビームの
強度分布の等レベル線を表示している。
に、同一活性層５２に複数の発光領域５３ａ，５３ｂが
Ｐ0離れた状態で設けられているマルチ半導体レーザ素
子５１を角度θ傾けることにより、見掛け上副走査方向
のピッチＰがＰ＝Ｐ0ｓｉｎθと小さくなることを利用
して、発光領域５３ａ，５３ｂの間隔を狭くする方法が
提案されている。このとき、マルチ半導体レーザ素子５
１は活性層５２に対して平行な方向は略主走査方向に、
活性層５２に対して垂直な方向は略副走査方向になるよ
うにマルチビーム系のレーザビーム走査光学装置に取り
付けられることになる。そして、半導体レーザ素子５１
から放射されるレーザビームは、その広がり角が活性層
５２に対して垂直な方向に広く、活性層５２に対して平
行な方向に狭く、楕円の強度分布をもっている。従っ
て、拡がり角の広い方が略副走査方向に配置されること
になる。ここに、図８中のＥａ，Ｅｂはレーザビームの
強度分布の等レベル線を表示している。
【０００８】一方、図９に示すように、活性層６２に発
光領域６３が一つしか設けられていない半導体レーザ素
子６１の場合には通常、活性層６２に対して垂直な方向
を主走査方向に、活性層６２に対して平行な方向を副走
査方向になるようにして、１ビーム系のレーザビーム走
査光学装置に取り付けられる。これは、１ビーム系のレ
ーザビーム走査光学装置の構成上、主走査方向に拡がり
角の広い方を配置した方が、コリメータレンズ及びシリ
ンドリカルレンズの焦点距離を短くすることができ、装
置を小型化できるからである。また、光路上に、レーザ
ビーム径を変更するためのビームエキスパンダ等の光学
部材を配置する必要もなく、装置構成が簡素化できるか
らである。
光領域６３が一つしか設けられていない半導体レーザ素
子６１の場合には通常、活性層６２に対して垂直な方向
を主走査方向に、活性層６２に対して平行な方向を副走
査方向になるようにして、１ビーム系のレーザビーム走
査光学装置に取り付けられる。これは、１ビーム系のレ
ーザビーム走査光学装置の構成上、主走査方向に拡がり
角の広い方を配置した方が、コリメータレンズ及びシリ
ンドリカルレンズの焦点距離を短くすることができ、装
置を小型化できるからである。また、光路上に、レーザ
ビーム径を変更するためのビームエキスパンダ等の光学
部材を配置する必要もなく、装置構成が簡素化できるか
らである。
【０００９】このため、活性層６２に発光領域６３を一
つしか設けない半導体レーザ素子６１を用いた１ビーム
系のレーザビーム走査光学装置の光学系と、同一活性層
５２に複数の発光領域５３ａ，５３ｂを設けた半導体レ
ーザ素子５１を用いたマルチビーム系のレーザビーム走
査光学装置の光学系は異なる構造を採用しなければなら
なかった。具体的には、両者はコリメータレンズやシリ
ンドリカルレンズや走査レンズの焦点距離を異ならせな
ければならなかった。仮に、光学系を共用すると、感光
体面上のビーム径が、両者の間で主走査方向及び副走査
方向共に大きく異なってしまうからである。この結果、
１ビーム系のレーザビーム走査光学装置とマルチビーム
系のレーザビーム走査光学装置は共用できず、製造コス
トがアップするという問題があった。
つしか設けない半導体レーザ素子６１を用いた１ビーム
系のレーザビーム走査光学装置の光学系と、同一活性層
５２に複数の発光領域５３ａ，５３ｂを設けた半導体レ
ーザ素子５１を用いたマルチビーム系のレーザビーム走
査光学装置の光学系は異なる構造を採用しなければなら
なかった。具体的には、両者はコリメータレンズやシリ
ンドリカルレンズや走査レンズの焦点距離を異ならせな
ければならなかった。仮に、光学系を共用すると、感光
体面上のビーム径が、両者の間で主走査方向及び副走査
方向共に大きく異なってしまうからである。この結果、
１ビーム系のレーザビーム走査光学装置とマルチビーム
系のレーザビーム走査光学装置は共用できず、製造コス
トがアップするという問題があった。
【００１０】そこで、本発明の目的は、光源を交換する
だけで１ビーム系のレーザビーム走査光学装置としても
使用することができる積層型マルチ半導体レーザ素子及
びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学
装置を提供することにある。
だけで１ビーム系のレーザビーム走査光学装置としても
使用することができる積層型マルチ半導体レーザ素子及
びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学
装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段と作用】以上の目的を達成
するため、本発明に係る積層型マルチ半導体レーザ素子
は（ａ）複数の活性層が積層されている積層体ウエハ
と、（ｂ）前記各活性層に、前記積層体ウエハの積層方
向に対して垂直な方向に相互にずらせて設けられた発光
領域と、を備えたことを特徴とする。ここに、積層体ウ
エハは、半導体基板、活性層、クラッド層、ギャップ層
及び電極層等を積層したものを意味する。
するため、本発明に係る積層型マルチ半導体レーザ素子
は（ａ）複数の活性層が積層されている積層体ウエハ
と、（ｂ）前記各活性層に、前記積層体ウエハの積層方
向に対して垂直な方向に相互にずらせて設けられた発光
領域と、を備えたことを特徴とする。ここに、積層体ウ
エハは、半導体基板、活性層、クラッド層、ギャップ層
及び電極層等を積層したものを意味する。
【００１２】以上の構成により、発光領域相互を、積層
体ウエハの積層方向に対して垂直な方向に適当にずらせ
て設定することによって、発光領域の間隔が任意に設定
される。従って、像面上でのビーム間隔が容易に最適値
に設定される。
体ウエハの積層方向に対して垂直な方向に適当にずらせ
て設定することによって、発光領域の間隔が任意に設定
される。従って、像面上でのビーム間隔が容易に最適値
に設定される。
【００１３】また、本発明に係る積層型マルチ半導体レ
ーザ素子は、隣り合う活性層の発光領域相互の前記積層
体ウエハの積層方向に対して垂直な方向の間隔をｐと
し、前記隣り合う活性層の間隔をｑとすると、関係式ｑ
＞ｐを満足していることを特徴とする。
ーザ素子は、隣り合う活性層の発光領域相互の前記積層
体ウエハの積層方向に対して垂直な方向の間隔をｐと
し、前記隣り合う活性層の間隔をｑとすると、関係式ｑ
＞ｐを満足していることを特徴とする。
【００１４】以上の構成により、隣り合う発光領域間の
熱的クロストークが抑えられ、隣接する発光領域から熱
が伝わりにくくなるため、各発光領域から放射されるレ
ーザビームの絶対的光量が変動しにくく、また、発光領
域から放射されたレーザビーム間の相対的光量差が抑え
られる。さらに、隣接する発光領域から伝わる熱によっ
てレーザビームの波長がシフトする現象の発生が抑えら
れ、像面上での色収差が小さくなる。
熱的クロストークが抑えられ、隣接する発光領域から熱
が伝わりにくくなるため、各発光領域から放射されるレ
ーザビームの絶対的光量が変動しにくく、また、発光領
域から放射されたレーザビーム間の相対的光量差が抑え
られる。さらに、隣接する発光領域から伝わる熱によっ
てレーザビームの波長がシフトする現象の発生が抑えら
れ、像面上での色収差が小さくなる。
【００１５】さらに、レーザビーム走査装置のレーザ光
源として、この積層型マルチ半導体レーザを光源として
用い、かつ、その活性層を副走査方向に対して平行にな
るように配置することにより、レーザビームの拡がり角
の広い方向が主走査方向に平行になる。従って、レーザ
光源（半導体レーザ素子を駆動するためのドライバを含
む）を交換するだけで１ビーム系のレーザビーム走査光
学装置として使用することができるマルチビーム系のレ
ーザビーム走査光学装置が容易に構成される。
源として、この積層型マルチ半導体レーザを光源として
用い、かつ、その活性層を副走査方向に対して平行にな
るように配置することにより、レーザビームの拡がり角
の広い方向が主走査方向に平行になる。従って、レーザ
光源（半導体レーザ素子を駆動するためのドライバを含
む）を交換するだけで１ビーム系のレーザビーム走査光
学装置として使用することができるマルチビーム系のレ
ーザビーム走査光学装置が容易に構成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る積層型マルチ
半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレ
ーザビーム走査光学装置の一実施形態について添付図面
を参照して説明する。
半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレ
ーザビーム走査光学装置の一実施形態について添付図面
を参照して説明する。
【００１７】（積層型マルチ半導体レーザ素子の説明）
図１に示すように、積層型マルチ半導体レーザ素子２
は、半導体基板、クラッド層、ギャップ層及び活性層２
２ａ，２２ｂ等にて構成された積層体ウエハ２１を有し
ている。この積層体ウエハ２１は、周知の技術であるフ
ォトリソグラフ法や蒸着法等の方法を用い、フォトレジ
スト塗布、蒸着、剥離等を繰り返すことによって、半導
体基板上にクラッド層やギャップ層や活性層２２ａ，２
２ｂ等を積み重ねて構成したものである。
図１に示すように、積層型マルチ半導体レーザ素子２
は、半導体基板、クラッド層、ギャップ層及び活性層２
２ａ，２２ｂ等にて構成された積層体ウエハ２１を有し
ている。この積層体ウエハ２１は、周知の技術であるフ
ォトリソグラフ法や蒸着法等の方法を用い、フォトレジ
スト塗布、蒸着、剥離等を繰り返すことによって、半導
体基板上にクラッド層やギャップ層や活性層２２ａ，２
２ｂ等を積み重ねて構成したものである。
【００１８】積層体ウエハ２１の活性層２２ａ，２２ｂ
は、積層体ウエハ２１の積層方向（図１のＸ方向）に対
して垂直な方向（図１のＹ方向）に相互に距離ｐだけず
らせて設けられた発光領域２３ａ，２３ｂをそれぞれ有
している。この距離ｐは任意に設定することができるの
で、像面上でのビーム間隔を種々の印字密度に最適の値
に容易に設定することができる。像面上でのビーム間隔
を小さくするため、距離ｐの寸法は１００μｍより小さ
く設定するのが好ましい。
は、積層体ウエハ２１の積層方向（図１のＸ方向）に対
して垂直な方向（図１のＹ方向）に相互に距離ｐだけず
らせて設けられた発光領域２３ａ，２３ｂをそれぞれ有
している。この距離ｐは任意に設定することができるの
で、像面上でのビーム間隔を種々の印字密度に最適の値
に容易に設定することができる。像面上でのビーム間隔
を小さくするため、距離ｐの寸法は１００μｍより小さ
く設定するのが好ましい。
【００１９】一方、発光領域２３ａ，２３ｂ間の熱的ク
ロストークの影響を抑えたり、発光領域２３ａ，２３ｂ
の信号線を配設するためのスペースを確保するために、
発光領域２３ａ，２３ｂ間の間隔を１００μｍ以上にす
る必要がある。従って、活性層２２ａと２２ｂの間隔ｑ
を１００μｍ以上に設定している。これによって、発光
領域２３ａと２３ｂ間の熱的クロストークが抑えられる
ので、発光領域２３ａ又は２３ｂから放射されるレーザ
ビームの絶対的光量の変動を抑えたり、相対的光量差を
抑えたり、あるいは、波長がシフトする現象を抑えるこ
とができる。すなわち、積層型マルチ半導体レーザ素子
２は関係式ｑ＞ｐを満足しており、発光領域２３ａ，２
３ｂは主走査方向の間隔の方が副走査方向の間隔より大
きい。
ロストークの影響を抑えたり、発光領域２３ａ，２３ｂ
の信号線を配設するためのスペースを確保するために、
発光領域２３ａ，２３ｂ間の間隔を１００μｍ以上にす
る必要がある。従って、活性層２２ａと２２ｂの間隔ｑ
を１００μｍ以上に設定している。これによって、発光
領域２３ａと２３ｂ間の熱的クロストークが抑えられる
ので、発光領域２３ａ又は２３ｂから放射されるレーザ
ビームの絶対的光量の変動を抑えたり、相対的光量差を
抑えたり、あるいは、波長がシフトする現象を抑えるこ
とができる。すなわち、積層型マルチ半導体レーザ素子
２は関係式ｑ＞ｐを満足しており、発光領域２３ａ，２
３ｂは主走査方向の間隔の方が副走査方向の間隔より大
きい。
【００２０】また、レーザ光源を交換するだけで、マル
チビーム系のレーザビーム走査光学装置を１ビーム系の
レーザビーム走査光学装置として使用する場合には、距
離ｐと間隔ｑが以下の条件式（１），（２）を満足する
ように設定するのが好ましい。 （ｐ2＋ｑ2）1/2≦１００μｍ …（１） ｐ≦２０μｍ、より好ましくは、ｐ≦１５μｍ …（２） ただし，ｑ＞ｐ
チビーム系のレーザビーム走査光学装置を１ビーム系の
レーザビーム走査光学装置として使用する場合には、距
離ｐと間隔ｑが以下の条件式（１），（２）を満足する
ように設定するのが好ましい。 （ｐ2＋ｑ2）1/2≦１００μｍ …（１） ｐ≦２０μｍ、より好ましくは、ｐ≦１５μｍ …（２） ただし，ｑ＞ｐ
【００２１】条件式（１）は、発光領域２３ａと２３ｂ
間の熱的クロストークの影響を抑えたり、発光領域２３
ａ，２３ｂの信号線を配線するためのスペースを確保す
るためのものである。
間の熱的クロストークの影響を抑えたり、発光領域２３
ａ，２３ｂの信号線を配線するためのスペースを確保す
るためのものである。
【００２２】一方、条件式（２）は、以下に記載された
理由から要求されるものである。通常、マルチビーム系
のレーザビーム走査光学装置では、像面上でのレーザビ
ームスポット径が６３．５μｍ（画像密度４００ｄｐｉ
に相当）以下で、隣接走査、または、飛び越し走査す
る。ここに、隣接走査は、複数のレーザビームスポット
にて走査ラインを画像先端側から順番に走査することで
ある。飛び越し走査は、隣接走査のように画像先端側か
ら順番に走査するのとは異なり、後の走査によって走査
される走査ラインの間に位置する走査ラインを先の走査
によって走査することである。そして、面倒れ補正能力
を向上させボウの発生を低下させるため、副走査倍率β
Sの低倍率化を図るため、あるいは像面上でのレーザビ
ームスポットの適切な明るさや形状等を確保するため、
レーザビーム走査光学装置の主走査倍率βMを１５〜３
０、副走査倍率βSを６〜２０に設定する必要がある。
そのためには、距離ｐを２０μｍ以下（好ましくは１５
μｍ以下）にする必要がある。
理由から要求されるものである。通常、マルチビーム系
のレーザビーム走査光学装置では、像面上でのレーザビ
ームスポット径が６３．５μｍ（画像密度４００ｄｐｉ
に相当）以下で、隣接走査、または、飛び越し走査す
る。ここに、隣接走査は、複数のレーザビームスポット
にて走査ラインを画像先端側から順番に走査することで
ある。飛び越し走査は、隣接走査のように画像先端側か
ら順番に走査するのとは異なり、後の走査によって走査
される走査ラインの間に位置する走査ラインを先の走査
によって走査することである。そして、面倒れ補正能力
を向上させボウの発生を低下させるため、副走査倍率β
Sの低倍率化を図るため、あるいは像面上でのレーザビ
ームスポットの適切な明るさや形状等を確保するため、
レーザビーム走査光学装置の主走査倍率βMを１５〜３
０、副走査倍率βSを６〜２０に設定する必要がある。
そのためには、距離ｐを２０μｍ以下（好ましくは１５
μｍ以下）にする必要がある。
【００２３】仮に、距離ｐを２０μｍより大きくする
と、像面上でのビーム間隔が副走査方向に何ラインも離
れた複数のラインの飛び越し走査となり、先に走査する
走査ラインの画像データを格納しておくためのメモリ領
域の間に、後に走査する走査ラインの画像データを格納
しておくためのメモリ領域を多数確保する必要があり、
メモリコストが増加する。そして、像面上での副走査方
向のビーム間隔が大きくなれば、被走査面上でのボウの
湾曲が大きくなるので、主走査方向の画角毎に、副走査
方向のビーム間隔が大きく異なってしまう。
と、像面上でのビーム間隔が副走査方向に何ラインも離
れた複数のラインの飛び越し走査となり、先に走査する
走査ラインの画像データを格納しておくためのメモリ領
域の間に、後に走査する走査ラインの画像データを格納
しておくためのメモリ領域を多数確保する必要があり、
メモリコストが増加する。そして、像面上での副走査方
向のビーム間隔が大きくなれば、被走査面上でのボウの
湾曲が大きくなるので、主走査方向の画角毎に、副走査
方向のビーム間隔が大きく異なってしまう。
【００２４】さらに、発光領域から放射されたレーザビ
ームの光路間隔が広くなるため、レンズ径の大きなコリ
メータレンズ３及びシリンドリカルレンズ４を使用する
必要がある。そのため、環境温度の変化に伴うレンズ寸
法の変化量が大きくなり、レーザビームのこれらレンズ
３，４に入射する位置が変わり、像面上での走査ライン
間隔が変動し易くなる等の問題が生じる。このように、
距離ｐを２０μｍより大きくすると、以上のような種々
の問題が生じる。
ームの光路間隔が広くなるため、レンズ径の大きなコリ
メータレンズ３及びシリンドリカルレンズ４を使用する
必要がある。そのため、環境温度の変化に伴うレンズ寸
法の変化量が大きくなり、レーザビームのこれらレンズ
３，４に入射する位置が変わり、像面上での走査ライン
間隔が変動し易くなる等の問題が生じる。このように、
距離ｐを２０μｍより大きくすると、以上のような種々
の問題が生じる。
【００２５】以上の構成からなるマルチ半導体レーザ素
子２は、一般に、放射されるレーザビームの光量が大き
いという性質を有する端面発光タイプである。そして、
図２に示すように、半導体レーザ素子２から放射される
レーザビームは、その拡がり角が活性層２２ａ，２２ｂ
に対して垂直な方向に広く（半値全角で３０゜前後）、
活性層２２ａ，２２ｂに対して平行な方向に狭く（半値
全角で１０゜前後）、楕円の強度分布を持っている。こ
こに、図２中のＥａ，Ｅｂはレーザビームの強度分布の
等レベル線を表示している。従って、活性層２２ａ，２
２ｂに対して垂直な方向を主走査方向に、活性層２２
ａ，２２ｂに対して平行な方向を副走査方向になるよう
にマルチビーム系のレーザビーム走査光学装置に取り付
けられる。後で詳細に説明するように、レーザビーム走
査光学装置の構成上、主走査方向に拡がり角の広い方を
配置した方が、コリメータレンズやシリンドリカルレン
ズや走査レンズの焦点距離を短くすることができ、装置
を小型化できるからである。
子２は、一般に、放射されるレーザビームの光量が大き
いという性質を有する端面発光タイプである。そして、
図２に示すように、半導体レーザ素子２から放射される
レーザビームは、その拡がり角が活性層２２ａ，２２ｂ
に対して垂直な方向に広く（半値全角で３０゜前後）、
活性層２２ａ，２２ｂに対して平行な方向に狭く（半値
全角で１０゜前後）、楕円の強度分布を持っている。こ
こに、図２中のＥａ，Ｅｂはレーザビームの強度分布の
等レベル線を表示している。従って、活性層２２ａ，２
２ｂに対して垂直な方向を主走査方向に、活性層２２
ａ，２２ｂに対して平行な方向を副走査方向になるよう
にマルチビーム系のレーザビーム走査光学装置に取り付
けられる。後で詳細に説明するように、レーザビーム走
査光学装置の構成上、主走査方向に拡がり角の広い方を
配置した方が、コリメータレンズやシリンドリカルレン
ズや走査レンズの焦点距離を短くすることができ、装置
を小型化できるからである。
【００２６】（レーザビーム走査光学装置の説明）図３
は、図１に示した積層型マルチ半導体レーザ素子２を用
いたマルチビーム系のレーザビーム走査光学装置１の全
体構成を示すものである。図３において、レーザビーム
走査光学装置１は、概略、マルチ半導体レーザ素子２
と、コリメータレンズ３と、シリンドリカルレンズ４
と、平面ミラー５と、ポリゴンミラー６と、ｆθレンズ
７（レンズ７ａ，７ｂ，７ｃから構成されている）と平
面ミラー８と、ＳＯＳ用シリンドリカルレンズ１６と、
ＳＯＳ用光センサ１７とで構成されている。
は、図１に示した積層型マルチ半導体レーザ素子２を用
いたマルチビーム系のレーザビーム走査光学装置１の全
体構成を示すものである。図３において、レーザビーム
走査光学装置１は、概略、マルチ半導体レーザ素子２
と、コリメータレンズ３と、シリンドリカルレンズ４
と、平面ミラー５と、ポリゴンミラー６と、ｆθレンズ
７（レンズ７ａ，７ｂ，７ｃから構成されている）と平
面ミラー８と、ＳＯＳ用シリンドリカルレンズ１６と、
ＳＯＳ用光センサ１７とで構成されている。
【００２７】マルチ半導体レーザ素子２は、活性層２２
ａ，２２ｂが主走査方向に対して垂直になるように、つ
まり、副走査方向に対して平行になるように配置されて
いる。従って、半導体レーザ素子２から放射されるレー
ザビームＬの拡がり角の広い方が主走査方向に対して平
行になっている。
ａ，２２ｂが主走査方向に対して垂直になるように、つ
まり、副走査方向に対して平行になるように配置されて
いる。従って、半導体レーザ素子２から放射されるレー
ザビームＬの拡がり角の広い方が主走査方向に対して平
行になっている。
【００２８】ここに、図４及び図５を参照して、主走査
方向に対して平行に拡がり角の広い方を配置した方が装
置を小型化することができる理由について説明する。図
４は主走査方向の光路を示し、図５は副走査方向の光路
を示し、一つの発光領域のみを記載している。
方向に対して平行に拡がり角の広い方を配置した方が装
置を小型化することができる理由について説明する。図
４は主走査方向の光路を示し、図５は副走査方向の光路
を示し、一つの発光領域のみを記載している。
【００２９】図４において、コリメータレンズ３の焦点
距離をｆ1、ｆθレンズ７の焦点距離をｆ2とすると、コ
リメータレンズ３から放射されたレーザビームが平行光
であれば、レーザビーム走査光学装置１の全体の主走査
倍率βMは以下の（３）式で表現される。 βM＝−ｆ2／ｆ1 …（３）
距離をｆ1、ｆθレンズ７の焦点距離をｆ2とすると、コ
リメータレンズ３から放射されたレーザビームが平行光
であれば、レーザビーム走査光学装置１の全体の主走査
倍率βMは以下の（３）式で表現される。 βM＝−ｆ2／ｆ1 …（３）
【００３０】そして、マルチ半導体レーザ素子２の波長
を一定とすると、被走査面（感光体ドラム１０１）上で
のレーザビームスポット径ＤM及び明るさによって、レ
ーザビームの主走査方向の被走査面への入射角度
θM’、主走査倍率βM、コリメータレンズ３透過後のレ
ーザビームの有効径Ｄ0及びマルチ半導体レーザ素子２
から放射されたレーザビームの主方向に対して平行な拡
がり角θMが順次一義的に決定される。そのため、主走
査方向に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レー
ザ素子２の場合（図４において一点鎖線Ｌ１で表示した
光路を参照）の方が、副走査方向に拡がり角の広い方を
配置したマルチ半導体レーザ素子２’の場合（図４にお
いて点線Ｌ２で表示した光路を参照）より、コリメータ
レンズ３の焦点距離ｆ1を小さくできる。従って、主走
査方向に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レー
ザ素子２とコリメータレンズ３との間隔は、副走査方向
に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レーザ素子
２’とコリメータレンズ３との間隔より短くなり、装置
を小型化することができると共に、被走査面上でのレー
ザビームスポットの明るさをアップさせることができ
る。
を一定とすると、被走査面（感光体ドラム１０１）上で
のレーザビームスポット径ＤM及び明るさによって、レ
ーザビームの主走査方向の被走査面への入射角度
θM’、主走査倍率βM、コリメータレンズ３透過後のレ
ーザビームの有効径Ｄ0及びマルチ半導体レーザ素子２
から放射されたレーザビームの主方向に対して平行な拡
がり角θMが順次一義的に決定される。そのため、主走
査方向に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レー
ザ素子２の場合（図４において一点鎖線Ｌ１で表示した
光路を参照）の方が、副走査方向に拡がり角の広い方を
配置したマルチ半導体レーザ素子２’の場合（図４にお
いて点線Ｌ２で表示した光路を参照）より、コリメータ
レンズ３の焦点距離ｆ1を小さくできる。従って、主走
査方向に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レー
ザ素子２とコリメータレンズ３との間隔は、副走査方向
に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レーザ素子
２’とコリメータレンズ３との間隔より短くなり、装置
を小型化することができると共に、被走査面上でのレー
ザビームスポットの明るさをアップさせることができ
る。
【００３１】また、図５において、シリンドリカルレン
ズ４の焦点距離をｆ3、ｆθレンズ７の副走査倍率をβ
とすると、レーザビーム走査光学装置１の全体の副走査
倍率βSは以下の（４）式で表現される。 βS＝−（ｆ3／ｆ1）・β …（４）
ズ４の焦点距離をｆ3、ｆθレンズ７の副走査倍率をβ
とすると、レーザビーム走査光学装置１の全体の副走査
倍率βSは以下の（４）式で表現される。 βS＝−（ｆ3／ｆ1）・β …（４）
【００３２】そして、主走査を考慮すると、被走査面上
でのレーザビームスポット形状が主走査方向に小さく、
副走査方向に大きくなるため、レーザビームの副走査方
向の被走査面への入射角度θSは、主走査方向の被走査
面への入射角度θS’より小さくなる。さらに、面倒れ
補正光学系の補正能力を向上させるためには、走査レン
ズ７の副走査倍率βを低くする必要がある。一方、被走
査面上でのレーザビームスポット径ＤS及び明るさによ
って、レーザビームの副走査方向の被走査面への入射角
度θS’、走査レンズ７の副走査倍率β及びマルチ半導
体レーザ素子２から放射されたレーザビームの副走査方
向に対して平行な拡がり角θSが順次一義的に決定され
る。
でのレーザビームスポット形状が主走査方向に小さく、
副走査方向に大きくなるため、レーザビームの副走査方
向の被走査面への入射角度θSは、主走査方向の被走査
面への入射角度θS’より小さくなる。さらに、面倒れ
補正光学系の補正能力を向上させるためには、走査レン
ズ７の副走査倍率βを低くする必要がある。一方、被走
査面上でのレーザビームスポット径ＤS及び明るさによ
って、レーザビームの副走査方向の被走査面への入射角
度θS’、走査レンズ７の副走査倍率β及びマルチ半導
体レーザ素子２から放射されたレーザビームの副走査方
向に対して平行な拡がり角θSが順次一義的に決定され
る。
【００３３】そのため、主走査方向に拡がり角の広い方
を配置したマルチ半導体レーザ素子２の場合（図５にお
いて一点鎖線Ｌ１で表示した光路を参照）の方が、副走
査方向に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レー
ザ素子２’の場合（図５において点線Ｌ２で表示した光
路を参照）より、シリンドリカルレンズ４の焦点距離ｆ
3を小さくできる。従って、主走査方向に拡がり角の広
い方を配置した場合のシリンドリカルレンズ４とポリゴ
ンミラー６との間隔は、副走査方向に拡がり角の広い方
を配置した場合のシリンドリカルレンズ４’とポリゴン
ミラー６との間隔より短くなり、装置を小型化すること
ができる。
を配置したマルチ半導体レーザ素子２の場合（図５にお
いて一点鎖線Ｌ１で表示した光路を参照）の方が、副走
査方向に拡がり角の広い方を配置したマルチ半導体レー
ザ素子２’の場合（図５において点線Ｌ２で表示した光
路を参照）より、シリンドリカルレンズ４の焦点距離ｆ
3を小さくできる。従って、主走査方向に拡がり角の広
い方を配置した場合のシリンドリカルレンズ４とポリゴ
ンミラー６との間隔は、副走査方向に拡がり角の広い方
を配置した場合のシリンドリカルレンズ４’とポリゴン
ミラー６との間隔より短くなり、装置を小型化すること
ができる。
【００３４】また、本実施形態の場合、主走査方向にお
いて、光軸に平行な光束を有するレーザビームをポリゴ
ンミラー６に入射させているため、被走査面（感光体ド
ラム１０１）上で結像位置がずれず、各発光領域２３
ａ，２３ｂから放射されたレーザビームの主走査方向の
像高を一致させることができる。ただし、必ずしも平行
光束のレーザビームをポリゴンミラー６に入射させる必
要はなく、収束したり、あるいは発散するレーザビーム
をポリゴンミラー６に入射させてもよい。この場合、積
層型マルチ半導体レーザ素子２のクロックビットマップ
上のアドレス補正によって、個々の発光領域２３ａ，２
３ｂを電気的に補正する必要がある。
いて、光軸に平行な光束を有するレーザビームをポリゴ
ンミラー６に入射させているため、被走査面（感光体ド
ラム１０１）上で結像位置がずれず、各発光領域２３
ａ，２３ｂから放射されたレーザビームの主走査方向の
像高を一致させることができる。ただし、必ずしも平行
光束のレーザビームをポリゴンミラー６に入射させる必
要はなく、収束したり、あるいは発散するレーザビーム
をポリゴンミラー６に入射させてもよい。この場合、積
層型マルチ半導体レーザ素子２のクロックビットマップ
上のアドレス補正によって、個々の発光領域２３ａ，２
３ｂを電気的に補正する必要がある。
【００３５】さて、図３に戻ってレーザビーム走査光学
装置１の説明を続ける。半導体レーザ素子２は図示しな
い駆動回路に入力された印字データに基づいて変調（オ
ン、オフ）制御され、オン時にレーザビームＬを放射す
る。このレーザビームＬはコリメータレンズ３で略平行
に収束され、シリンドリカルレンズ４から平面ミラー５
を介してポリゴンミラー６に到達する。
装置１の説明を続ける。半導体レーザ素子２は図示しな
い駆動回路に入力された印字データに基づいて変調（オ
ン、オフ）制御され、オン時にレーザビームＬを放射す
る。このレーザビームＬはコリメータレンズ３で略平行
に収束され、シリンドリカルレンズ４から平面ミラー５
を介してポリゴンミラー６に到達する。
【００３６】ポリゴンミラー６は回転軸６ａを中心とし
て矢印ａ方向に一定速度で回転駆動される。レーザビー
ムＬはポリゴンミラー６の回転に基づいて各偏向面で等
角速度に偏向され、ｆθレンズ７に入射する。ｆθレン
ズ７を通過したレーザビームＬは平面ミラー８で反射さ
れた後、感光体ドラム１０１上に集光され、感光体ドラ
ム１０１上を矢印ｂ方向に走査する。ｆθレンズ７は主
に前記ポリゴンミラー６で等角速度で偏向されたレーザ
ビームＬを被走査面（感光体ドラム１０１）上での主走
査速度を等速に補正、即ち、歪曲収差を補正する機能を
有している。
て矢印ａ方向に一定速度で回転駆動される。レーザビー
ムＬはポリゴンミラー６の回転に基づいて各偏向面で等
角速度に偏向され、ｆθレンズ７に入射する。ｆθレン
ズ７を通過したレーザビームＬは平面ミラー８で反射さ
れた後、感光体ドラム１０１上に集光され、感光体ドラ
ム１０１上を矢印ｂ方向に走査する。ｆθレンズ７は主
に前記ポリゴンミラー６で等角速度で偏向されたレーザ
ビームＬを被走査面（感光体ドラム１０１）上での主走
査速度を等速に補正、即ち、歪曲収差を補正する機能を
有している。
【００３７】感光体ドラム１０１は矢印ｃ方向に一定速
度で回転駆動され、ポリゴンミラー６による矢印ｂ方向
への主走査とドラム１０１の矢印ｃ方向への副走査によ
ってドラム１０１上に画像（静電潜像）が形成される。
また、主走査方向先端部のレーザビームＬはミラー１８
で反射され、ＳＯＳ用シリンドリカルレンズ１６を透過
してＳＯＳ用光センサ１７へ入射する。ＳＯＳ用光セン
サ１７から出力されるビーム検出信号は、１走査ライン
ごとに印字開始位置を決めるための垂直同期信号を発生
させる。
度で回転駆動され、ポリゴンミラー６による矢印ｂ方向
への主走査とドラム１０１の矢印ｃ方向への副走査によ
ってドラム１０１上に画像（静電潜像）が形成される。
また、主走査方向先端部のレーザビームＬはミラー１８
で反射され、ＳＯＳ用シリンドリカルレンズ１６を透過
してＳＯＳ用光センサ１７へ入射する。ＳＯＳ用光セン
サ１７から出力されるビーム検出信号は、１走査ライン
ごとに印字開始位置を決めるための垂直同期信号を発生
させる。
【００３８】以上の構成からなるマルチビーム系のレー
ザビーム走査光学装置１は、半導体レーザ素子２から放
射されるレーザビームの拡がり角の広い方が主走査方向
に対して平行になるように設定されているので、活性層
に発光領域を一つしか設けない半導体レーザ素子を用い
た１ビーム系のレーザビーム走査光学装置の光学系と同
様の構造の光学系を採用することができる。この結果、
マルチビーム系のレーザビーム走査光学装置１は、レー
ザ光源（半導体レーザ素子を駆動するためのドライバを
含む）を交換するだけで、１ビーム系のレーザビーム走
査光学装置としても使用することができ、製造コストの
低減を図ることができる。ただし、場合によっては、ポ
リゴンミラー６のミラー面の数や回転数を変えて偏向速
度を変える必要がある。
ザビーム走査光学装置１は、半導体レーザ素子２から放
射されるレーザビームの拡がり角の広い方が主走査方向
に対して平行になるように設定されているので、活性層
に発光領域を一つしか設けない半導体レーザ素子を用い
た１ビーム系のレーザビーム走査光学装置の光学系と同
様の構造の光学系を採用することができる。この結果、
マルチビーム系のレーザビーム走査光学装置１は、レー
ザ光源（半導体レーザ素子を駆動するためのドライバを
含む）を交換するだけで、１ビーム系のレーザビーム走
査光学装置としても使用することができ、製造コストの
低減を図ることができる。ただし、場合によっては、ポ
リゴンミラー６のミラー面の数や回転数を変えて偏向速
度を変える必要がある。
【００３９】（他の実施形態）なお、本発明に係る積層
型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を
用いたレーザビーム走査光学装置は前記実施形態に限定
するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更する
ことができる。積層型マルチ半導体レーザ素子は仕様に
合わせて種々の形態のものが選択される。例えば、図４
に示すように、活性層３２ａ，３２ｂ，３２ｃを三つ有
するマルチ半導体レーザ素子３１であってもよい。この
場合も、発光領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、主走査方
向の間隔ｑより副走査方向の間隔ｐの方が小さくなるよ
うに設定するのが好ましい。
型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を
用いたレーザビーム走査光学装置は前記実施形態に限定
するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更する
ことができる。積層型マルチ半導体レーザ素子は仕様に
合わせて種々の形態のものが選択される。例えば、図４
に示すように、活性層３２ａ，３２ｂ，３２ｃを三つ有
するマルチ半導体レーザ素子３１であってもよい。この
場合も、発光領域３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、主走査方
向の間隔ｑより副走査方向の間隔ｐの方が小さくなるよ
うに設定するのが好ましい。
【００４０】また、図７に示すように、マルチ半導体レ
ーザ素子４１が五つの発光領域４３ａ，４３ｂ，４３
ｃ，４３ｄ，４３ｅを有する場合、活性層４２ａ，４２
ｂ，４２ｃ，４２ｄを四つとし、活性層４２ａ〜４２ｃ
にはそれぞれ一つづつ発光領域４３ａ〜４３ｃを設定
し、活性層４２ｄには二つの発光領域４３ｄ，４３ｅを
設定するものであってもよい。このように、同一活性層
に複数の発光領域を設定することにより、単純に一つの
活性層に一つの発光領域しか設定しない場合と比較し
て、主走査方向に対して両端に位置する発光領域４３ａ
と４３ｅの間の距離を短くすることができ、コリメータ
レンズ３及びシリンドリカルレンズ４の像円径や視野角
を小さくすることができる。従って、コリメータレンズ
３等の収差を低減することができ、また、レーザビーム
がコリメータレンズ３等から出射する際の画角も小さく
することができるため、ｆθレンズ７透過後の感光体ド
ラム上での主走査方向におけるレーザビームの位置ずれ
も少なくできる。
ーザ素子４１が五つの発光領域４３ａ，４３ｂ，４３
ｃ，４３ｄ，４３ｅを有する場合、活性層４２ａ，４２
ｂ，４２ｃ，４２ｄを四つとし、活性層４２ａ〜４２ｃ
にはそれぞれ一つづつ発光領域４３ａ〜４３ｃを設定
し、活性層４２ｄには二つの発光領域４３ｄ，４３ｅを
設定するものであってもよい。このように、同一活性層
に複数の発光領域を設定することにより、単純に一つの
活性層に一つの発光領域しか設定しない場合と比較し
て、主走査方向に対して両端に位置する発光領域４３ａ
と４３ｅの間の距離を短くすることができ、コリメータ
レンズ３及びシリンドリカルレンズ４の像円径や視野角
を小さくすることができる。従って、コリメータレンズ
３等の収差を低減することができ、また、レーザビーム
がコリメータレンズ３等から出射する際の画角も小さく
することができるため、ｆθレンズ７透過後の感光体ド
ラム上での主走査方向におけるレーザビームの位置ずれ
も少なくできる。
【００４１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、積層型マルチ半導体レーザ素子が複数の活性層
を有し、この複数の活性層に積層型ウエハの積層方向に
対して垂直な方向に相互にずらせて発光領域を設けたの
で、発光領域の間隔を任意に設定することができ、像面
上でのビーム間隔を、種々の印字密度に最適の値にする
ことができる。そして、隣り合う活性層の発光領域相互
の前記積層体ウエハの積層方向に対して垂直な方向の間
隔をｐとし、前記隣り合う活性層の間隔をｑとすると、
関係式ｑ＞ｐを満足させることにより、隣り合う発光領
域間の熱的クロストークを抑えることができる。従っ
て、隣接する発光領域から熱が伝わりにくくなるため、
各発光領域から放射されるレーザビームの絶対的光量が
変動するのを抑え、また、発光領域から放射されたレー
ザビーム間の相対的光量をも抑えることができる。さら
に、隣接する発光領域から伝わる熱によってレーザビー
ムの波長がシフトする現象を抑えることができ、画像面
上での色収差を小さくできる。
よれば、積層型マルチ半導体レーザ素子が複数の活性層
を有し、この複数の活性層に積層型ウエハの積層方向に
対して垂直な方向に相互にずらせて発光領域を設けたの
で、発光領域の間隔を任意に設定することができ、像面
上でのビーム間隔を、種々の印字密度に最適の値にする
ことができる。そして、隣り合う活性層の発光領域相互
の前記積層体ウエハの積層方向に対して垂直な方向の間
隔をｐとし、前記隣り合う活性層の間隔をｑとすると、
関係式ｑ＞ｐを満足させることにより、隣り合う発光領
域間の熱的クロストークを抑えることができる。従っ
て、隣接する発光領域から熱が伝わりにくくなるため、
各発光領域から放射されるレーザビームの絶対的光量が
変動するのを抑え、また、発光領域から放射されたレー
ザビーム間の相対的光量をも抑えることができる。さら
に、隣接する発光領域から伝わる熱によってレーザビー
ムの波長がシフトする現象を抑えることができ、画像面
上での色収差を小さくできる。
【００４２】また、レーザビーム走査光学装置のレーザ
光源として、この積層型マルチ半導体レーザを光源とし
て用い、かつ、その活性層を副走査方向に対して平行に
なるように配置したので、レーザビームの拡がり角の広
い方向が主走査方向に平行になり、レーザ光源を交換す
るだけで１ビーム系のレーザビーム走査光学装置として
使用することができるマルチビーム系のレーザビーム走
査光学装置を容易に構成することができる。
光源として、この積層型マルチ半導体レーザを光源とし
て用い、かつ、その活性層を副走査方向に対して平行に
なるように配置したので、レーザビームの拡がり角の広
い方向が主走査方向に平行になり、レーザ光源を交換す
るだけで１ビーム系のレーザビーム走査光学装置として
使用することができるマルチビーム系のレーザビーム走
査光学装置を容易に構成することができる。
【図１】本発明に係る積層型マルチ半導体レーザ素子の
一実施形態を示す斜視図。
一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示した半導体レーザ素子から射出された
レーザビームの強度分布図。
レーザビームの強度分布図。
【図３】図１に示した半導体レーザ素子を用いたレーザ
ビーム走査光学装置の一実施形態を示す斜視図。
ビーム走査光学装置の一実施形態を示す斜視図。
【図４】図３に示したレーザビーム走査光学装置の主走
査方向の光路図。
査方向の光路図。
【図５】図３に示したレーザビーム走査光学装置の副走
査方向の光路図。
査方向の光路図。
【図６】積層型マルチ半導体レーザ素子の他の実施形態
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図７】積層型マルチ半導体レーザ素子のさらに別の他
の実施形態を示す斜視図。
の実施形態を示す斜視図。
【図８】従来の積層型マルチ半導体レーザ素子及びこの
半導体レーザ素子から射出されたレーザビームの強度分
布図。
半導体レーザ素子から射出されたレーザビームの強度分
布図。
【図９】従来の積層型半導体レーザ素子及びこの半導体
レーザ素子から射出されたレーザビームの強度分布図。
レーザ素子から射出されたレーザビームの強度分布図。
１…マルチビーム系のレーザビーム走査光学装置 ２…積層型マルチ半導体レーザ素子 ３…コリメータレンズ ４…シリンドリカルレンズ ６…ポリゴンミラー ７…ｆθレンズ ２１…積層体ウエハ ２２ａ，２２ｂ…活性層 ２３ａ，２３ｂ…発光領域 ３１…積層型マルチ半導体レーザ素子 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…活性層 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…発光領域 ４１…積層型マルチ半導体レーザ素子 ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ…活性層 ４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ…発光領域 １０１…感光体ドラム
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の活性層が積層されている積層体ウ
エハと、 前記各活性層に、前記積層体ウエハの積層方向に対して
垂直な方向に相互にずらせて設けられた発光領域と、 を備えたことを特徴とする積層型マルチ半導体レーザ素
子。 - 【請求項２】 隣り合う活性層の発光領域相互の前記積
層体ウエハの積層方向に対して垂直な方向の間隔をｐと
し、前記隣り合う活性層の間隔をｑとすると、関係式ｑ
＞ｐを満足していることを特徴とする請求項１記載の積
層型マルチ半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 レーザ光源から放射されたレーザビーム
を、偏向器、光学素子を介して微小な点に集光すると共
に被走査面上を略等速度でライン状に走査するレーザビ
ーム走査光学装置において、 前記レーザ光源が前記請求項１に記載された積層型マル
チ半導体レーザ素子であり、前記活性層が副走査方向に
対して平行になるように配置されていることを特徴とす
るレーザビーム走査光学装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9225957A JPH10154852A (ja) | 1996-09-24 | 1997-08-22 | 積層型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学装置 |
| US08/932,493 US6134255A (en) | 1996-09-24 | 1997-09-18 | Laminate type multi-semiconductor laser device and laser beam scanning optical apparatus employing the semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-251745 | 1996-09-24 | ||
| JP25174596 | 1996-09-24 | ||
| JP9225957A JPH10154852A (ja) | 1996-09-24 | 1997-08-22 | 積層型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154852A true JPH10154852A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=26526913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9225957A Pending JPH10154852A (ja) | 1996-09-24 | 1997-08-22 | 積層型マルチ半導体レーザ素子及びこの半導体レーザ素子を用いたレーザビーム走査光学装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6134255A (ja) |
| JP (1) | JPH10154852A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019507898A (ja) * | 2016-02-16 | 2019-03-22 | マイクロビジョン，インク． | レーザベースのプロジェクタディスプレイのためのマルチストライプレーザ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10012797B1 (en) | 2002-10-08 | 2018-07-03 | Infinera Corporation | Monolithic photonic integrated circuit (PIC) with a plurality of integrated arrays of laser sources and modulators employing an extended identical active layer (EIAL) |
| CN100571066C (zh) * | 2003-08-29 | 2009-12-16 | Rgb网络有限公司 | 先进自平衡视频多路复用器系统 |
| KR20220060549A (ko) * | 2019-09-30 | 2022-05-11 | 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 | 레이저 패키지 및 레이저 패키지들을 갖는 시스템 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5485744A (en) * | 1977-12-20 | 1979-07-07 | Mitsubishi Electric Corp | Multibeam light modulating deflector |
| JPS54158944A (en) * | 1978-06-06 | 1979-12-15 | Canon Inc | Light beam scanner |
| JPS5912667A (ja) * | 1982-07-13 | 1984-01-23 | Fujitsu Ltd | 回転多面鏡の走査誤差補正装置 |
| JPS6148811A (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光ビ−ム走査装置のトリガ信号発生装置 |
| JPS6486109A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-30 | Konishiroku Photo Ind | Image forming device |
| FR2642228A1 (fr) * | 1989-01-20 | 1990-07-27 | Menigaux Louis | Procede de fabrication d'un dispositif semi-conducteur quasi plat susceptible d'effet laser multi-longueurs d'onde et dispositif correspondant |
| JPH0618796A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Canon Inc | 画像形成装置及び走査光学装置 |
| US5394426A (en) * | 1992-11-13 | 1995-02-28 | Hughes Aircraft Company | Diode laser bar assembly |
| JPH06244496A (ja) * | 1993-02-18 | 1994-09-02 | Fuji Xerox Co Ltd | マルチビーム半導体レーザ装置 |
| US5386428A (en) * | 1993-11-02 | 1995-01-31 | Xerox Corporation | Stacked active region laser array for multicolor emissions |
| US5742631A (en) * | 1996-07-26 | 1998-04-21 | Xerox Corporation | Independently-addressable monolithic laser arrays |
-
1997
- 1997-08-22 JP JP9225957A patent/JPH10154852A/ja active Pending
- 1997-09-18 US US08/932,493 patent/US6134255A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019507898A (ja) * | 2016-02-16 | 2019-03-22 | マイクロビジョン，インク． | レーザベースのプロジェクタディスプレイのためのマルチストライプレーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6134255A (en) | 2000-10-17 |
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