JPH05236216A - 光走査装置における光源装置 - Google Patents

光走査装置における光源装置

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JPH05236216A
JPH05236216A JP4036501A JP3650192A JPH05236216A JP H05236216 A JPH05236216 A JP H05236216A JP 4036501 A JP4036501 A JP 4036501A JP 3650192 A JP3650192 A JP 3650192A JP H05236216 A JPH05236216 A JP H05236216A
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JP
Japan
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array
laser
light source
light
aperture
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Pending
Application number
JP4036501A
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English (en)
Inventor
Takayuki Osawa
孝之 大沢
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体レーザーアレイを光源として用いる光走
査装置において、光スポット形状整形用アパーチュアに
よる光遮断率を小さくして、光利用効率の良い光走査を
実現する。 【構成】複数のレーザー発光部L1,L2,..,L
i,..をアレイ配列してなるモノリシックな半導体レ
ーザーアレイ10のアレイ方向(X方向)を主走査対応
方向に対して微小角傾けて配置し、アレイ方向に長いア
パーチュアを介して取り出された各レーザー発光部Li
からのレーザー光束を、偏向反射面を有する光偏向手段
により同時に偏向させて被走査面を複数ラスター分同時
に光走査する光走査装置において、半導体レーザーアレ
イ10と、アパーチュアよりも半導体レーザーアレイ1
0側において半導体レーザーアレイ10の各レーザー発
光部Liからのレーザー光束を入射されるアナモフィッ
クな光学系20とを有し、アナモフィックな光学系20
が、アレイ方向に0以上のパワーを持ち、上記アレイ方
向と光束光軸方向とに直交する方向において、上記アレ
イ方向よりも強い正のパワーを持つ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は光走査装置の光源装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】複数のレーザー発光部をアレイ配列して
なるモノリシックな半導体レーザーアレイを光源として
用い、複数ラスター分を同時に光走査することにより光
走査の高速化を図った光走査装置が知られている(特公
昭60−33019号公報)。
【0003】モノリシックな半導体レーザーアレイでは
接合面上にレーザー発光部が所定間隔:dで配列形成さ
れているが、レーザー発光部の配列方向を副走査方向に
対応させて用いると、隣接するレーザー発光部によるレ
ーザー光束が被走査面に形成する光スポットの間隔が広
くなりすぎてしまう。このため、半導体レーザーアレイ
におけるアレイ方向、即ちレーザー発光部の配列方向を
主走査対応方向に対して角:θだけ傾けることにより、
レーザー発光部が副走査対応方向においてd・sinθ
の間隔を持つようにして、光スポットの間隔を所望の大
きさに調整することが行なわれている。上記角:θは一
般に1〜5度程度の微小角である。
【0004】図5において符号10は半導体レーザーア
レイを示している。図示のように、接合面に沿ってレー
ザー発光部L1,L2,L3,..が1列等間隔に配列
形成されている。レーザー発光部L1等の配列方向を
「アレイ方向」と呼ぶ。半導体レーザーアレイ10は、
そのアレイ方向を主走査対応方向(光源から被走査面に
到る光路を光学系光軸に沿って直線状に展開した状態に
おいて、主走査方向と平行的に対応する方向)に対して
微小角:θ傾けて配備される。図において符号FP1,
FP2,..はそれぞれ、レーザー発光源L1,L
2,..から放射されたレーザー光束を集光レンズで平
行光束化した状態における光束断面形状で、周知の如く
接合面に直交する方向を長軸方向とする楕円形状にな
る。
【0005】さて、一般に半導体レーザーを光源とする
の光走査方式では、被走査面上に形成される光スポット
の形状を所望の形状に整形するために、集光レンズを通
過したレーザー光束をさらに光スポット整形用のアパー
チュアに通過させる。このアパーチュアは一般的に主走
査対応方向に長い矩形状となる。
【0006】このようなアパーチュアを用いると、レー
ザー光束の一部が被走査面に対して遮断されることにな
る。従来から良く知られた上記1ビーム方式の光走査方
式では、半導体レーザーの接合面の方向を副走査方向に
対応させることにより、集光レンズを通った後のレーザ
ー光束の楕円状光束断面形状の長手方向がアパーチュア
の長手方向に対応するようにしてアパーチュアによる光
利用効率の低下を有効に軽減させている。
【0007】光源として半導体レーザーアレイを用いる
場合には、図5に示すようにアパーチュアAPの開口部
は鎖線で示すようにアレイ方向に細長い形状となる。こ
のとき、集光レンズを通ったレーザー光束の断面形状F
P1等の長軸方向はアパーチュアAPの幅方向となる
が、1ビーム方式の光走査と同程度の大きさの光学系で
所望の光スポットを形成しようとすると、アパーチュア
APの幅をレーザー光束の断面形状FP1等の長軸より
もかなり小さくしなければならず、光の利用効率が著し
く低下する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、半導体レーザーアレ
イを光源として用いてなおかつ、光の利用効率の良い光
走査を可能ならしめる光源装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の光源装置は
「複数のレーザー発光部をアレイ配列してなるモノリシ
ックな半導体レーザーアレイのアレイ方向を主走査対応
方向に対して微小角傾けて配置し、上記アレイ方向に長
いアパーチュアを介して取り出された各レーザー発光部
からのレーザー光束を、偏向反射面を有する光偏向手段
により同時に偏向させて被走査面を複数ラスター分同時
に光走査する光走査装置」において用いられる光源装置
であって、「半導体レーザーアレイと、アパーチュアよ
りも半導体レーザーアレイ側において半導体レーザーア
レイの各レーザー発光部からのレーザー光束を入射され
るアナモフィックな光学系とを有し、このアナモフィッ
クな光学系が、アレイ方向に0以上のパワー(0または
正のパワー)を持ち、アレイ方向と光束光軸方向とに直
交する方向において、アレイ方向よりも強い正のパワー
を持つ」ことを特徴とする。「光束光軸方向」とは、レ
ーザー発光部から放射された発散性のレーザー光束にお
いて、光強度が最大である方向である。光源装置からの
各レーザー光束は、一般的に集光レンズを介して光スポ
ット整形用のアパーチュアに入射する。
【0010】上記「アナモフィックな光学系」として
は、アレイ方向に0以上のパワーを持ち、アレイ方向と
光束光軸方向とに直交する方向において、アレイ方向よ
りも強い正のパワーを持つマイクロレンズをレーザー発
光部と同間隔でアレイ方向に配列してなるマイクロレン
ズアレイを、各マイクロレンズが各レーザー発光部に対
応するように配備して構成することができる(請求項
2)。この場合、マイクロレンズは、アレイ方向に正の
パワーを持ち、アレイ方向と光束光軸方向とに直交する
方向においてはアレイ方向よりも強い正のパワーを持つ
ものであっても良いし(請求項3)、アレイ方向のパワ
ーが0のものであっても良い(請求項4)。あるいは、
アナモフィックな光学系としてシリンダーレンズもしく
はロッドレンズを用いても良い(請求項5)。
【0011】
【作用】上記のように、この発明の光源装置では、アパ
ーチュアよりも半導体レーザーアレイ側にアナモフィッ
クな光学系が配備され、このアナモフィックな光学系は
アレイ方向に「0以上のパワー」を持ち、アレイ方向と
光束光軸方向とに直交する方向には「より強い正のパワ
ー」を持つから、アパーチュアに入射するときのレーザ
ー光束の光束断面形状におけるアパーチュア幅方向の大
きさを有効に小さくすることができる。
【0012】
【実施例】図1に示す実施例において、符号10は半導
体レーザーアレイを示している。符号20はアナモフィ
ックな光学系としてのマイクロレンズアレイを示す。図
のようにX,Y,Z方向を定めると、X方向はアレイ方
向、Z方向は半導体レーザーアレイ10の各レーザー発
光部L1等から放射されるレーザー光束の光束光軸方向
であり、従って「アレイ方向と光束光軸方向とに直交す
る方向」はY方向である。
【0013】マイクロレンズアレイ20はアナモフィッ
クなマイクロレンズML1,ML2,..,ML
i,..をアレイ方向へ1列等間隔に配列して一体化し
てなる。マイクロレンズMLiの配列間隔は、半導体レ
ーザーアレイ10におけるレーザー発光部Liの配列間
隔と等しく、マイクロレンズアレイは個々のマイクロレ
ンズMLiがレーザー発光部Liと1:1に対応するよ
うに、即ちレーザー発光部Liからのレーザー光束の光
束光軸がマイクロレンズMLiの光軸と合致するように
配備されている。
【0014】各マイクロレンズMLiは互いに等価な光
学性能を持つ。即ち、各マイクロレンズMLiは正のパ
ワーを持つが、各マイクロレンズMLiのレンズ面曲率
半径を主走査対応方向に就きrp、副走査対応方向に就
きrsとすると、これらの大小関係は、rp>rsに設定
されている。従って、各マイクロレンズは主走査対応方
向に比べて副走査対応方向により強い正のパワーを持
つ。主走査対応方向とアレイ方向とのなす角は微小角で
あるから、このことは、マイクロレンズアレイ20にお
ける角マイクロレンズは、アレイ方向(X方向)に比し
て、Y方向即ち「アレイ方向と光束光軸方向(Z方向)
とに直交する方向」により強い正のパワーを持つことを
意味する。
【0015】従って、マイクロレンズアレイ20を通過
した各レーザー光束は、アパーチュアの幅方向における
発散性が有効に抑制されるため、図示されない集光レン
ズを介して光スポット整形用のアパーチュア(図示され
ず)に入射する際、アパーチュア幅方向において遮断さ
れる光束部分が有効に小さくなり、アパーチュアによる
光利用効率の減少を有効に軽減させることができる。
【0016】図2の実施例では、アナモフィックな光学
系として「アレイ方向(X方向)を長手方向とし、Y方
向にのみパワーを持つ」シリンダーレンズ30が用いら
れている。この実施例の場合はシリンダーレンズ30を
透過した各レーザー光束が、アパーチュアの幅方向にの
み発散性を抑制される。シリンダーレンズ30に換え
て、X方向に長いロッドレンズをアナモフィックな光学
系として用いることもできる。
【0017】図3の実施例では、アナモフィックな光学
系はY方向にのみ正のパワーを持つマイクロシリンダー
レンズMCLiをアレイ方向に配列し、各マイクロシリ
ンダーレンズMCLiをレーザー発光部Liと対応させ
ている。この場合も図2の実施例と略同様の効果が得ら
れることは容易に理解されよう。マイクロシリンダーレ
ンズの代わりに、Y方向にのみ正のパワーを持つマイク
ロロッドレンズをアレイ配列してアナモフィックな光学
系としてもよい。
【0018】図1の実施例においては、アナモフィック
なマイクロレンズLiがアレイ方向へ配列一体化されて
いる。この場合、個々のマイクロレンズは予め態位を正
確に設定して形成されねばならない。このようにマイク
ロレンズを互いに一体化するのでなく、個別的に保持し
て等間隔にアレイ方向へ配列するようにしても良い。図
5は、このような場合における個々のマイクロレンズ保
持方法を示している。個々のマイクロレンズLiは、1
対の圧電素子51,52に保持される。圧電素子51は
取付け部F1に取り付けられ、圧電素子52は取付け部
F4に取り付けられる。マイクロレンズLiは圧電素子
51に取付け部F2において取り付けられ、圧電素子5
2には取付け部F2において取り付けられている。
【0019】これら取付け部F1,F2,F3,F4
は、図示のように、F1とF4を結ぶ直線と、F2とF
3を結ぶ直線とが互いにマイクロレンズLiの光軸上で
交差するように位置決めされている。この状態で圧電素
子51,52を「同じように」駆動すれば、マイクロレ
ンズLiを光軸の回りに揺動的に変位させることができ
るので、これを利用してマイクロレンズLiの大・小パ
ワーの向きを調整することができる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば半導体
レーザーアレイを光源とする光走査装置における新規な
光源装置を提供できる。この光源装置は、上記の如き構
成となっているから、光スポット形状を整形するための
アパーチュアによる光遮断量を有効に軽減して、光利用
効率良い光走査を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例を説明するための図であ
る。
【図2】別実施例を説明するための図である。
【図3】他の実施例を説明するための図である。
【図4】マイクロレンズアレイを構成する個々のマイク
ロレンズの保持方法を説明するための図である。
【図5】従来技術とその問題点を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
10 半導体レーザーアレイ L1,L2,..Li.. レーザー発光部 20 マイクロレンズアレイ ML1,ML2.,..MLi,.. アナモフィ
ックなマイクロレンズ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のレーザー発光部をアレイ配列してな
    るモノリシックな半導体レーザーアレイのアレイ方向を
    主走査対応方向に対して微小角傾けて配置し、上記アレ
    イ方向に長いアパーチュアを介して取り出された各レー
    ザー発光部からのレーザー光束を、偏向反射面を有する
    光偏向手段により同時に偏向させて被走査面を複数ラス
    ター分同時に光走査する光走査装置において、 半導体レーザーアレイと、上記アパーチュアよりも半導
    体レーザーアレイ側において半導体レーザーアレイの各
    レーザー発光部からのレーザー光束を入射されるアナモ
    フィックな光学系とを有し、 上記アナモフィックな光学系が、アレイ方向に0以上の
    パワーを持ち、上記アレイ方向と光束光軸方向とに直交
    する方向において、上記アレイ方向よりも強い正のパワ
    ーを持つことを特徴とする光源装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の光源装置において、 アナモフィックな光学系が、アレイ方向に0以上のパワ
    ーを持ち、上記アレイ方向と光束光軸方向とに直交する
    方向において、上記アレイ方向よりも強い正のパワーを
    持つマイクロレンズをレーザー発光部と同間隔でアレイ
    方向に配列してなるマイクロレンズアレイであり、各マ
    イクロレンズが各レーザー発光部に対応することを特徴
    とする光源装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の光源装置において、 マイクロレンズが、アレイ方向に正のパワーを持ち、ア
    レイ方向と光束光軸方向とに直交する方向において、上
    記アレイ方向よりも強い正のパワーを持つことを特徴と
    する光源装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載の光源装置において、マイク
    ロレンズが、アレイ方向にパワーを持たないことを特徴
    とする光源装置。
  5. 【請求項5】請求項1記載の光源装置において、 アナモフィックな光学系がシリンダーレンズもしくはロ
    ッドレンズであることを特徴とする光源装置。
JP4036501A 1992-02-24 1992-02-24 光走査装置における光源装置 Pending JPH05236216A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08271832A (ja) * 1995-03-29 1996-10-18 Siemens Ag マイクロ光学装置
WO2001033262A3 (en) * 1999-11-05 2002-01-10 Digital Optics Corp Integration of array of non-rod shaped optical with array of optical fibers
US6480219B1 (en) * 1999-07-21 2002-11-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Exposure head
US6621976B2 (en) 1999-11-05 2003-09-16 Digital Optics Corp. Integration of array on non-rod shaped optical elements with array of fibers in a structure and associated methods
JP2010004061A (ja) * 2004-12-28 2010-01-07 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

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