JP2561098B2 - レーザビーム記録装置 - Google Patents

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
導体レーザから射出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イルム
（LDF）のようなしきい値（スレツシヨルドレベル）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。

また、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。

したがって、このヒートモード記録材料に記録を行な
うには、しきい値を少しでも越える高強度のレーザビー
ムを照射する必要がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このヒートモード記録材料は当然のことな
がら、しきい値を少しでも越える高強度のレーザビーム
を照射した場合であっても、照射後に記録層が熱的変形
をして照射部分の金属がなくなるまでに所定のエネルギ
ーを必要とするため、極めて短時間ではあるが時間がか
かる。

このため従来では、ヒートモード記録材料の反応に応
じた走査速度で記録を行なわなければならず、高速の記
録が容易に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、記録層が熱的変形をするのに時間が
かかるヒートモード記録材料を用いた場合であっても、
高速の記録を容易に行なう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］ 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楕円状のレーザビームを
射出する第１及び第２の半導体レーザと、前記各半導体
レーザから射出されたレーザビームを合成する偏光ビー
ムスプリツタと、前記偏光ビームスプリツタによって合
成されたレーザビームを走査する走査光学系と、を備
え、ヒートモード記録材料に画像の記録を行うレーザビ
ーム記録装置であって、前記第１の半導体レーザから射
出されたレーザビームと前記第２の半導体レーザから射
出されたレーザビームとが合成され、かつその合成中心
が前記何れか一方のレーザビームの断面形状における長
軸方向の一端側にずれるように、前記半導体レーザを配
置すると共に、前記何れか一方のレーザビームの断面形
状における長軸方向に沿いかつ前記合成中心が進行方向
に沿って後方側に位置する状態で、前記走査光学系によ
って主走査している。

［作用］ 上記構成のレーザビーム記録装置では、偏光ビームス
プリツタによって第１の半導体レーザから射出されたレ
ーザビームと第２の半導体レーザから射出されたレーザ
ビームが交差しかつその合成中心が何れか一方のレーザ
ビームの断面形状における長軸方向の一端側にずれるよ
うにして各レーザビームが合成される。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。

記録材料上に照射された合成レーザビームのビームス
ポツトは、走査光学系によって主走査されて移動する。
この場合、前記いずれか一方のレーザビームの断面形状
における長軸方向に沿いかつレーザビームの合成中心が
進行方向に沿って後方側に位置する状態で主走査するの
で、この主走査方向に沿ったレーザビームは記録材料へ
エネルギーを付与しこれを予熱しながら移動する。さら
にその後に、合成されたレーザビームの重ね合わせ部分
が照射されることになり、記録材料は即座にしきい値を
越えて反応し記録が行なわれる。

［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、断面形状における長軸方向が主走査方向とされるレ
ーザビームによって記録材料へエネルギーを付与しこれ
を予熱した後に、合成された高強度のレーザビームを記
録材料へ照射するので、記録層が熱的変形をするのに時
間がかかるヒートモード記録材料を用いた場合であって
も、高速の記録を容易に行なうことができる効果を有す
る。

［実施例］ 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つのレーザビーム射
出系を備えている。第１の射出系には、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接合面が水平方向となるように配置されており、また
射出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12の射出側には、半導体レーザ12から射
出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が配置されている。半導体レーザ12から射出され
たレーザビームは、このコリメータレンズ14を通過する
ことによって平行なレーザビーム束17とされるようにな
っている。

コリメータレンズ14のレーザビーム射出側には偏光ビ
ームスプリツタ18が配置されている。偏光ビームスプリ
ツタ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
ためコリメータレンズ14を通過しＰ偏光ビームとされる
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の射出系には半導体レーザ12と同様に、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20が配置されている。この半導
体レーザ20はpn接合面が垂直方向となるように配置され
ており、また射出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の射出側には、半導体レーザ20から射
出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が配置されており、これによって半導体レーザ20
から射出されたレーザビームは平行なレーザビーム束23
とされて偏光ビームスプリツタ18へ入射するようになっ
ている。偏光ビームスプリツタ18はこの入射されたレー
ザビーム束23、すなわち偏光面を回転されないＳ偏光ビ
ームを反射するようになっている。したがって、偏光ビ
ームスプリツタ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20はpn接合面が垂直方向となっ
て配置されているので、第３図に示す如く合成ビーム24
はレーザビーム束17の断面形状における略中央部とレー
ザビーム束23の断面形状における一端部のが直交して各
レーザビームが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は略Ｔ字形の断面形状となると共
に重ね合わせ部分25は高強度となっている。

偏光ビームスプリツタ18の射出側には、第１図におい
て矢印Ａ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、偏光ビームスプリツタ18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。この
場合、光偏向器26による主走査方向はレーザビーム束23
の断面形状における長軸方向（第３図矢印Ａ方向）とさ
れている。

光偏向器26の射出側には集束レンズ28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24を合成
ビームスポツ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イルムのようなヒ
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
るための層が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28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り記録されるよ
うになっている。

ここで、第３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、レーザビーム束17の断面形状に
おける略中心部とレーザビーム束23の断面形状における
一端部とが直交して各レーザビームが合成されるように
なっており、記録材料30に結像するビームスポツトはこ
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正円形に近い断面形
状となっている。

また、レーザビーム束23の断面形状における長軸方向
が、光偏向器26による主走査方向（第３図矢印Ａ方向）
とされているので、レーザビーム束23は記録材料30へエ
ネルギーを付与しこれを予熱しながら移動し、さらにそ
の後に、合成ビーム24の重ね合わせ部分が照射されるよ
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から射出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は偏光ビーム
スプリツタ18へ入射する。偏光ビームスプリツタ18は、
入射されたレーザビームの内Ｐ偏向ビームを透過しＳ偏
向ビームを反射するようになっている。このためＰ偏向
ビームとされるレーザビーム束17は通過する。

一方、半導体レーザ20から射出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も偏光
ビームスプリツタ18へ入射する。偏光ビームスプリツタ
18はこの入射されたレーザビーム束23、すなわち偏光面
を回転されないＳ偏光ビームを反射するようになってい
るので、偏光ビームスプリツタ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20はpn接合面が垂直方向となっ
て配置されているので、第３図に示す如く合成ビーム24
はレーザビーム束17の断面形状における略中心部とレー
ザビーム束23の断面形状における一端部とが直交して各
レーザビームが合成される。このため、この合成ビーム
24は略Ｔ字形の断面形状となると共に、重ね合わせ部分
25は高強度となる。

偏光ビームスプリツタ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
て合成ビームスポツ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ツトは、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、正円形に近い断面
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。

記録材料上に照射された合成レーザビームのビームス
ポツトは、光偏向器26によって主走査されて移動する。
この場合、半導体レーザ20から射出されたレーザビーム
束23の断面形状における長軸方向が、光偏向器26による
主走査方向（第３図矢印Ａ方向）とされているので、レ
ーザビーム束23は記録材料30へエネルギーを付与しこれ
を予熱しながら移動する。さらにその後に、合成ビーム
24の重ね合わせ部分25が照射されることになり、記録材
料30は即座にしきい値を越えて反応し記録が行なわれ
る。

このように、しきい値を越えない強度のレーザビーム
のエネルギーを予熱として利用することにより、短時間
で記録材料30の記録層が熱的変形をするようになる。

なお、本実施例においては記録材料30としてレーザダ
イレクトフイ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、これに限らず他のヒートモード記録材
料であってもよい。

【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図は偏光ビームスプリツタによって合成され記
録材料に結像するビームスポツ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、 18……偏光ビームスプリツタ、 20……半導体レーザ、 24……合成ビーム、 30……記録材料。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】pn接合面に対して垂直な方向に広がった断
   面楕円状のレーザビームを射出する第１及び第２の半導
   体レーザと、前記各半導体レーザから射出されたレーザ
   ビームを合成する偏光ビームスプリツタと、前記偏光ビ
   ームスプリツ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、ヒートモード記録材料に画
   像の記録を行うレーザビーム記録装置において、 前記第１の半導体レーザから射出されたレーザビームと
   前記第２の半導体レーザから射出されたレーザビームと
   が合成され、かつその合成中心が前記何れか一方のレー
   ザビームの断面形状における長軸方向の一端側にずれる
   ように、前記半導体レーザを配置すると共に、 前記何れか一方のレーザビームの断面形状における長軸
   方向に沿いかつ前記合成中心が進行方向に沿って後方側
   に位置する状態で、前記走査光学系によって主走査する
   ことを特徴とするレーザビーム記録装置。