JPS631091A - 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
像度に応し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りレーザ
・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で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・プリンタの古き込み装置の概略
を説明すると、７ｇ２図に示す様に゛仁導体レーザ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（Ｘ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の回転速度か一定とすれば、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、７ｇ３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Ｉ１．ｌ−ｌ１
３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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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
ざが代わってしまう。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た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ざを制御可
能な半導体レーザを提供すすることにある。

〔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ＴＬＦｉ面に複数
の電極が設けられた半導体レーザであって、通電したと
きに発生する発光領域の幅がそれぞれの電極で異なって
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Ｍ、　ｇ！＋　
７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、発光領域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トの周方向（
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。

本発明はドツト６のドラム周方向（Ｘ方向）に対応する
ｔ導体レーザ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（Ｘ方向）の大きさのみを変えるもの
である。具体的には半導体レーザチップ上に固設されて
いる電極を間隔をおいて複数個設け、それぞれの電極の
巾、即ち発光領域　　、を、要求されているドツト６の
大きさに対応して変えておき、ドツト６のＸ方向の大き
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）を用いて
説明する。

第１図（ａ）゛は本発明の半導体レーザの断面図であり
、第１図（ｂ）は出射されるレーザ光の活性層面での拡
がり角と光強度分布を示したグラフである。

本発明は先述したように複数の幅の異なる電極を設けた
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。

本発明の半導体レーザは、第１図に示ｉＶ様に複数の電
極を互いに独立して発光し得る間隔１（通常１はｌＯ〜
３００μｍ程度）をおいて程度してなるものである。

金電極１３−１に電圧を印加すると発光幅Ｗ１で発光し
その光強度分布は第１図（ｂ）の１８−１に示すように
なり、その拡がり角はピークの半値全角てθｉどなる。

次に、電極の幅の広い１３−２に電圧を印加すると発光
幅Ｗ２と広がりその光強度分布もの１８−２に示すよう
になりその拡がり角もθ２と大きくなる。

このようにして、−方のみの発光幅即ち光強度分布の拡
り角をえることができる。従ってこの拡り角に反比例し
て対応する感光体ドラム面上のドツト６のｙ方向の大き
さのみを、多様に変えることかできる。

例えば高解像度の場合には第３図（ｂ）に示すよりもド
ツト６のｙ方向は小さい方が良いため、幅の広い方の電
極に電圧を印加すれば、発光幅Ｗが広くなり、拡り角も
大きくなりドツト６のｙ方向の大きさは小さくなる。逆
に低解像度の場合には第３図（Ｃ）に示すよりもドツト
６のｙ方向は大きい方が良いため幅の狭い方の電極に電
圧を印加すれば良い。

また第１図（ａ）においては、電極１３の下に電流を集
中させるための亜鉛等を拡散させた拡散部１９を設けて
いるが、電極１３−１．１３−２を分離できれば拡散部
１９は特に必要とするものではない。

また本発明は電極１３の幅を変えることにより、発光部
の幅を変化させる例を示したが、電極１３の下の拡散部
１９の幅を変え電流の集中する幅を変えて発光部の幅を
変化させても同様の効果が得られる。

また電気制御としては１つの装置において複数の解像度
に応じて電極を選択切り変える方式のものでも１つの装
置の解像度が決定されていてそれに応じた電極のみに通
電されるように予め設定された方式のものでも良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の半導体レーザレーザは、結
像スポットの周方向（ｙ方向）の大きさが自由に変えら
れ解像度に応じた最適なスポット形状が得られるため、
画像が重なったり、空隙が開いたりして生じる画質の低
下を防ぐことができる。また結像レンズ系等を取り換え
る必要がないため経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の半導体レーザの模式断面図であ
り、第１図（ｂ）はその出射レーザ光の光強度分布を表
すグラフであり、第２図はレーザ・ビーム・プリンタの
光学的概略を示す斜視図、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
半導体レーザの構成を示す斜視図であり、第５図は従来
の半導体レーザの断面図である。 １・・・・・・半導体レーザ、 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、 １１・・・・・・レーザ・チップ、 １２・・・・・・活性層、 １３．１７・・・・・・電極、 Ｉ４・・・・・・発光領域、 １５・・・・・・拡散部、 １６・・・・・・電流、 １８・・・・・・光強度分布。

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、通電したときに発生する発光
   領域の幅がそれぞれの電極で異なっていることを特徴と
   する半導体レーザ。