JPS631090A - 半導体レ−ザ - 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、レーザービームプリンタ等に用いられる書き
込み用の光源である半導体レーザに関するものであり、
特に、レーザービームプリンタの書き込み程度、即ち解
像度に応じたレーザ結像スポットの大きさを制御可能な
半導体レーザに関する。

〔従来の技術〕

近年、装置の小型化、低コスト化等の要求によリレーザ
・ビーム・プリンタ等の書き込み装置に半導体レーザが
多く用いられ始めている。−方、レーザ・ビーム・プリ
ンタはその応用として単なる電算機等の出力端末以外に
ファクシミリや版下作成装置等の様々な用途に用いられ
始めている。

これらの装置に応用する場合には、それぞれの装置の印
字品質の要求度によって書き込みての解像度即ち単位幅
当りの書き込み可能なライン数を変えることが望ましい
。

ここでレーザ・ビーム・プリンタの書き込み装置の概略
を説明すると、第２図に示す様に半導体レーザ１から出
射されたレーザ光はコリメータレンズ２によって平行光
束となり結像レンズ系３を通って感光体ドラムにドツト
として結像される。

また、ポリゴンミラー４の回転によって感光体ドラム５
の面上に結像されたドツト６はドラム軸方向（×方向）
に走査される。この様な装置において、解像度を変える
には、感光体ドラム５の回転速度が一定とすれば、ドラ
ム軸方向（ｘ）には、レーザー発光の時間即ち、発光周
波数を変えれば良く、ドラム周方向（Ｘ方向）には、ポ
リゴンミラー４の回転速度を変えれば良い。

ところが、ポリゴンミラー４の回転速度を変えただけで
は、第３図に示す様に、ドラム周方向（Ｘ方向）のライ
ン間隔が、バラバラになるだけである。第３図の（ａ）
　、　（ｂ）　、　（ｃ）は同じ大きさのドツト６を、
同一タイミングで３回走査し、ライン１．〜２３を書い
たものでポリゴンミラー４の回転速度を（ａ）は正規に
、（ｂ）は早く、（Ｃ）は遅くした場合である。この様
にポリゴンミラー４の回転速度を変えただけでは、ドラ
ム周方向（Ｘ方向）に、ラインが重なり合ったり、空隙
が生じたりし、解像度を変えたことにはならない。従っ
て、ドラム周方向には、ドラム回転数を変える他、ドツ
ト６の大きさも変えなければならない、従来、このドツ
ト６の大きさを変える方法としては結像レンズ系３を変
えたり、コリメータレンズ２の開口数（Ｎ、Ａ）を変え
たりする方法が一般的に知られている。

ところが、この様な方法で解像度を変えると、それぞれ
別の装置にしなければならない他、ドット６全体の大き
さが代わってしまう。ドツト６のＸ方向の大きさも変わ
ると、その変化分を加味したレーザー発光の時間にしＸ
方向のドツト６の大きさを揃えなければならず、制御も
複雑になるという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み成されるものでありその目的
は、結像レンズ系等を、そのまま共通として、１つの装
置で、様々な、解像度に対応したドツトの大きさに制御
する方法を示すものである。

（問題点を解決するための手段〕 本発明の上記目的は、チップの一方の電極面に複数の電
極が設けられた半導体レーザであって、それらの電極の
うち少くとも２つに同時に電圧を印加したときに該チッ
プ中においてそれぞれの電流分布領域の一部か重複、即
ち発光領域の一部が重複するような組み合わせが少くと
も１つは存在していることを特徴とする半導体レーザに
よって達成される。

以下に本発明の詳細な説明する。

第４図は従来の半導体レーザの概略斜視図であり、第５
図は、その発光側から見た断面図である。この図におい
て、半導体レーザは、レーザー光を発生する活性層１２
を、Ｐ型、Ｎ型の半導体ではさんでなるレーザーチップ
１１の上面に電極１３が設けられ、下面に電極１７が設
けられてなる。上面の電極１３と下面の電ｇｉ１７に電
圧を印加すると、電極の幅に応じた電流幅で電流１６が
流れ、この電流幅に応じて、発光領＠１４の幅Ｗが決ま
る。−方レーザー光の発光は第４図に示す様に放射状に
、楕円錐に拡がっており、このうち活性層方向の拡がり
θ″は上述した発光幅Ｗに比例して、その拡がり角が変
化する。この半導体レーザーをレーザー・ビーム・プリ
ンタ他に用いた場合感光体ドラム面上の周方向（Ｘ方向
）の結像スポット即ち、ドツト６の大きさはこの拡がり
角θ″に反比例する。

すなわち本発明は、ドツト６のドラム周方向に対応する
半導体レーザーの発光領域を制御することによりドツト
６の、ドラム周方向の大きさを変えるところにある。実
際には、半導体レーザーチップに固設されている電極を
その活性層において、電流分布域が、互いに重複する程
近後して、複数個設け、印加する電極数を変えることに
より、発光領域を広げたり、狭めたりして、ドツト６の
大きさを、制御するものである。

本発明の実施態様を第１図（ａ）　、　（ｂ）で説明す
る。

第１図（ａ）は、レーザーチップの模式断面図であり、
第１図（ｂ）は出射されるレーサー光の活性面での、拡
がり角と光強度を示したグラフである。本発明は先述し
た様に複数の電極を設けたことを特徴としており、それ
以外の基本的な構成は従来例と同じである。

第１図（ａ）に示す様に、複数の電極を、１μｍ程度の
電気的に絶縁され、また、ぞれぞれの電流分布域の少な
くとも１部分か重複する程の最小の空隙をを明けて固設
する。金電極１３−１に電圧を印加したとすると発光幅
Ｗ１で発光し、その光強度分布は第１図（ｂ）の１８−
１に示す様になり、その拡がり角はピークの半値全角θ
１となる。同様に電極１３−２のみに電圧を印加すると
１８−２に示す様になる。ここで両者に同時に電圧を印
加すると第１図（ｂ）中の１９に示すような光強度分布
となりそれぞれを発光させた場合より実質的に拡がり角
をθと大きく出来る。従ってこの拡がり角の変化に応じ
て結像スポットの大きさ、即ちドツト６のドラム周方向
（ｙ方向）の大きさを変えることができる。

この様なＴｉ極を更に増やせば、発光領域の幅を多様に
、変えることができ、即ち、ドツト６の大きさを多様に
変えることができる。

また、第６図に示す様にレーザーチップの構成としては
電極１３のチップとの接合付近に亜鉛（Ｚｎ）を拡散し
た拡散部１５を設は電流の流れる範囲を、規定している
ものもあるが、それぞれ電極の下に、この様な、拡散部
を設けても同様であり、また１つの拡散部上に、複数の
電極を配しても同様に拡がり角を変えることができる。

上記のようなシングル・ビーム・レーザだけではなくア
レイ・ビーム・レーザーにおいても、それぞれの電極を
複数にすることにより、同様の効果が得られる。

以上説明したように、レーザーチップ上に複数の電極を
設け、そのうち、少なくとも２つの電極に電圧を印加し
て、発光させた時に、互いの電流分布域の１部が重複し
、擬似的に１つの光強度分布を持つように、電極を近接
して固設する。本発明により、１つの装置で、かつ、簡
単な電気制御により解像度に応じて、結像スポットの大
きさを変えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の半導体レーザーの
模式断面図とその出射レーザー光の光強度分布を示すグ
ラフであり、 第２図はレーザー・ビーム・プリンタの光学的概略を示
す斜視図であり、 第３図はポリゴンミラーの回転速度を変えた時の走査模
様であり、 第４図は従来のレーザーチップの構成を示す斜視図であ
り、 第５図は従来のレーザーチップの断面図であり、第６図
は本実施例の他の例を示すレーザーチップの断面図であ
る。 ｌ・・・・・・半導体レーザー２・・・・・・コリメー
タレンズ３・・・・・・結像レンズ系　４・・・・・・
ポリゴンミラー５・・・・・・感光体ドラム　６・・・
・・・ドツト７・・・・・・転写紙　　　　目・・・・
・・レーザーチップ１２・・・・・・活性層　　　　１
３．１７・・・電極１４・・・・・・発光領域　　　１
５・・・・・・拡散部１６・・・・・・電流　　　　　
１Ｂ・・・・・・光強度分布１９・・・・・・合成光強
度分布 特許出願人　　　　キャノン株式会社 代　理　人　　　　　　若　　　林　　　　忠第１図 （ａ）　　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　　（
ｃ）第３図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、チップの一方の電極面に複数の電極が設けられ
   た半導体レーザであって、それらの電極のうち少くとも
   ２つに同時に電圧を印加したときに該チップ中において
   それぞれの発光領域の一部が重複するような組み合わせ
   が少くとも１つは存在していることを特徴とする半導体
   レーザ。