JPH0613716A - 半導体レーザアレイ光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】レーザ光源の低コスト化及び小型化を図る。 【構成】半導体レーザ１０ａ〜１０ｅ及びそれと対応す
る収束光学系２０ａ〜２０ｅによって発せられるレーザ
ビームＢａ〜Ｂｅで仮想像面４０上に形成されるレーザ
ビームパターン像を縮小光学系５０で感光体表面６０上
に再結像させる。収束光学系２０の光軸は互いに平行に
位置しており、半導体レーザ１０のアレイにおいて中心
部分に位置する半導体レーザ１０よりも外側に位置する
半導体レーザ１０ほど、収束光学系５０の光軸から半導
体レーザ１０の発光中心が遠ざかるように配する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は製版用カラースキャナ，
プリント配線基板製造用レーザプロッタ，レーザプリン
タ，２次元画像処理センサ用光源等に用いられる半導体
レーザアレイ光源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ等から成るレーザ光源は、
上記のような様々な装置の発光源として用いられてい
る。例えば、レーザプリンタにおいては、感光体ドラム
上に文字等の画像を高速で形成するためのレーザビーム
放射用の装置として用いられている。また、２次元画像
処理センサ用光源においては、物体からの反射光により
情報を得るためのレーザビーム放射用の装置として用い
られている。

【０００３】上記レーザ光源を用いた構成として、例え
ば半導体レーザ１個とコリメータを構成する１個のレン
ズとのペアで１本のレーザビームを形成し、そのレーザ
ビームをポリゴンスキャナーで反射して所定の面上に画
像を形成するものが知られている。このような１個の半
導体レーザを用いた構成では、スキャニングの速度で処
理速度が決まってしまうため、高速化に限界があるとい
った問題がある。

【０００４】このような点から、処理速度の高速化を図
るために、複数本のレーザビーム(以下、「マルチレー
ザビーム」という)で画像形成等を行う装置が知られて
いる(特開平２−１１０４２４号，同３−１５０１８号
等)。例えば、特開平３−１５０１８号の装置では、先
ずレーザ光源(例えば、He-Neレーザ，Arレーザ)から放
射された１本のレーザービームを、ビーム分割手段(ビ
ームスプリッタ)で複数本に分けることにより、マルチ
レーザビームを形成する。このマルチレーザビームを構
成するレーザビームのそれぞれが、電気的なシャッター
でＯＮ／ＯＦＦされうるようになっている。

【０００５】そして、マルチレーザビームを望遠レンズ
及び対物レンズから成るアフォーカル光学系で、２段階
に分けて縮小投影し、感光体ドラム，感光フィルム等に
アレイ状のレーザビームパターン像を形成する。望遠レ
ンズではマルチレーザビームが1/10に縮小され、次に対
物レンズ(例えば、顕微鏡用対物レンズ，ＬＳＩステッ
パー用レンズ等)では更に1/10に縮小される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開平３
−１５０１８号の装置では、第１に、ビームスプリッタ
で分割されたレーザビームのそれぞれについて電気的な
シャッタでＯＮ／ＯＦＦするための手段が必要となるた
め、装置が大型化してしまうといった問題がある。第２
に、２段の縮小光学系が用いられており、特に最初の縮
小光学系としては大口径の高価な縮小投影レンズが必要
であるため、装置が高価で大型化してしまうといった問
題がある。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであって、低コスト化及び小型化が図られた半導体レ
ーザアレイ光源を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体レーザアレイ光源は、アレイ状に配され
た複数個の半導体レーザと，該半導体レーザと対応して
各々の半導体レーザから発せられるレーザビームを収束
させる収束光学系とを備え、前記半導体レーザと収束光
学系の各組が、各々のレーザビームスポットが所定位置
に所定間隔で集合してレーザビームパターン像を形成す
るように調整されており、該レーザビームパターン像を
縮小して所定位置において再結像させる縮小光学系を備
えていることを特徴としている。

【０００９】前記収束光学系の光軸が互いに平行に位置
しており、前記半導体レーザのアレイにおいて中心部分
に位置する半導体レーザよりも外側に位置する半導体レ
ーザほど、前記収束光学系の光軸から半導体レーザの発
光中心が遠ざかるように配されているのが好ましい。

【００１０】また、本発明の半導体レーザアレイ光源
は、アレイ状に配された複数個の半導体レーザと，該半
導体レーザと対応して各々の半導体レーザから発せられ
るレーザビームを収束させる収束光学系とを備え、前記
半導体レーザと収束光学系の各組が、各々のレーザビー
ムスポットが所定位置に所定間隔で集合してレーザビー
ムパターン像を形成するように調整されていることを特
徴としている。

【００１１】

【作用】このような構成によると、各半導体レーザから
発せられるレーザビームは、収束光学系で収束されるた
め、レーザビームスポットの径は小さくなる。一方、レ
ーザビームスポットは、所定位置に所定間隔で集合して
レーザビームパターンを形成する。従って、半導体レー
ザ及び収束光学系のアレイのパターンよりも小さくレー
ザビームパターン像が形成される。レーザビームパター
ンは、更に縮小光学系によって小さく再結像されること
により、微細な露光が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本実施例の全体構成を概略的に示す模式図
であり、図２はそれに用いられている光源ユニット３０
の外観及びレーザビームの光路を示す概略斜視図であ
る。尚、図１中では、図２に斜視図で示された光源ユニ
ット３０をＹ方向から見たときの１つのバーボディ３３
に取り付けられた半導体レーザ１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，１０ｄ及び１０ｅ並びにそれと組になって対応する
収束光学系２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ及び２０ｅ
を示している。

【００１３】図３は光源ユニット３０の要部構成を示す
断面図、図４は本実施例に用いられている一組の半導体
レーザ１０及び収束光学系２０から縮小光学系５０にか
けての光路を示す図である。

【００１４】図５は、図１及び図４中に概略的に描かれ
た縮小光学系５０のレンズ構成及び光路を示している。
縮小光学系５０としては、例えば、顕微鏡用対物レン
ズ，ＬＳＩステッパー用レンズ等(特開昭４９−１０６
８４０号等)を用いることができるが、本実施例で用い
られている縮小光学系５０の性能は、倍率が1/20，レン
ズ枚数が７枚，開口数(ＮＡ)が0.40，焦点深度(λ/2(Ｎ
Ａ)²)が±2.1μｍ，解像度(λ/2ＮＡ)が0.8μｍ，使用
可能な焦点深度が±7μｍとなっている。

【００１５】本実施例の半導体レーザアレイ光源は、５
×４の２次元アレイ状に配された複数個の半導体レーザ
１０と，半導体レーザ１０の各々から発せられるレーザ
ビームを収束させる収束光学系２０とを備え、半導体レ
ーザ１０と収束光学系２０の各組が、各々のレーザビー
ムスポットが所定位置(仮想像面４０上)に所定間隔で集
合してレーザビームパターン像４５を形成するように調
整されており、レーザビームパターン像４５を縮小して
所定位置において再結像させる縮小光学系５０を備えた
構成となっている。

【００１６】半導体レーザ１０は、図１，図３及び図４
に示すように、キャンでハーメチックシールされた一般
的なパッケージタイプの半導体レーザである。半導体レ
ーザ１０の内部には、１本のレーザビーム(波長：７８
０ｎｍ)を発する１個のレーザチップ(図示せず)が設け
られており、レーザチップのチップ接合面から所定位置
に向けてレーザビームが発せられる。また、半導体レー
ザ１０の内部には、モニタ用フォトダイオードが設けら
れており、フォトダイオードによってモニタすることに
より各半導体レーザ１０のレーザ発光の強さが制御され
る。

【００１７】収束光学系２０は、図４に示すように半導
体レーザ１０から発せられたレーザビームを収束させる
ことによって、仮想像面４０上にレーザビームスポット
４７(図２)を所定の大きさ・間隔で形成する。

【００１８】前記半導体レーザ１０及び収束光学系２０
は、図２に示すように光源ユニット３０を構成する。こ
の光源ユニット３０は、固定板３１と，固定板３１に取
り付けられた支持部材３２と，支持部材３２上に取り付
けられたバーボディ３３とによって組み立てられてい
る。穴３５，穴３６が５×４の２次元アレイ状の配置と
なるように、バーボディ３３は図２に示す互いに平行な
配置となっている。

【００１９】図２及び図３に示すように、バーボディ３
３には中央に溝３４が形成されている。このように溝３
４を設けているのは、図３に示すように穴３６に鏡枠
(内部に収束光学系２０が固定されている)２５を挿通し
た状態で、溝３４側又はバーボディ３３の外側から鏡枠
２５を押したり引いたりする(矢印ｍ２)ことにより、収
束光学系２０のＺ方向の位置調整を行うためである。

【００２０】図３に示す溝３４を介して、バーボディ３
３の一方の側には半導体レーザ１０を挿入するための穴
３５が複数個１次元のアレイ状に形成されており、それ
と対応して他方の側には鏡枠２５を挿入するための穴３
６が複数個１次元のアレイ状に形成されている。穴３５
と穴３６とは、半導体レーザ１０と鏡枠２５とがそれぞ
れ挿入されたときに、光軸ＡＸ１，ＡＸ２が調整されう
るように対向する位置にあり、また、それぞれ必要とさ
れるレーザビームの配列の形に配置されている。尚、穴
３５，穴３６の代わりに溝を形成したり、また１列だけ
でなく面状に広がるように多数列、アレイ状に形成して
もよい。

【００２１】光源ユニット３０から出射される各レーザ
ビームの発光の強さをフォトダイオードで制御するだけ
でなく、結像位置，レーザビームの方向，間隔(レーザ
ビーム位置)についても整列させるための調整が必要で
ある。これらの整列のための半導体レーザ１０及び収束
光学系２０の位置調整を、図３に基づいて説明する。

【００２２】結像位置の調整については、半導体レーザ
１０のＺ方向の位置が一定であるため、鏡枠２５のＺ方
向の移動(矢印ｍ２)により行うことができる。先に述べ
たようにレーザビームスポットは、図１，図２及び図４
に示す仮想像面４０上に形成されるが、図１に示すよう
に、レーザビームパターン像４５は図５に示す縮小光学
系５０で再結像されるため、必ずしも各レーザビームス
ポットが同一平面上に存在する必要はない。つまり、図
１に示す感光体表面(例えば、回転する感光体ドラムの
表面やスキャニング用のＸＹテーブル上に固定された感
光体フィルムの表面が相当する)６０上で適切にレーザ
ビームパターンが形成されるように、縮小光学系５０が
有する像面湾曲等の諸収差を考慮した位置に各レーザビ
ームスポット４７を形成するのが好ましい。

【００２３】レーザビームの方向及び間隔の調整につい
ては、鏡枠２５はＸＹ方向の位置が一定であるため、半
導体レーザ１０のＸＹ方向の移動(矢印ｍ１)により行う
ことができる。バーボディ３３の各穴３６に鏡枠２５を
介して取り付けられている収束光学系２０は、光軸ＡＸ
２が互いに平行に位置しており、半導体レーザ１０のア
レイにおいて中心部分に位置する半導体レーザ１０より
も外側に位置する半導体レーザ１０ほど、収束光学系２
０の光軸ＡＸ２から半導体レーザ１０の発光中心(レー
ザチップ)が遠ざかるように配する。

【００２４】レーザビームの方向及び間隔の調整につい
て、図１に基づいて更に具体的に説明する。１つのバー
ボディ３３(図２)について見た場合、Ｘ方向に配された
５対の半導体レーザ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ及
び１０ｅと収束光学系２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ
及び２０ｅとの組によって、５本のレーザビームＢａ，
Ｂｂ，Ｂｃ，Ｂｄ及びＢｅが形成され、それにより仮想
像面４０上には５個のレーザビームスポット４７(図２)
が形成される。この場合、中央のレーザビームスポット
４７を形成する半導体レーザ１０ｃ及び収束光学系２０
ｃは、その光軸ＡＸ１とＡＸ２(図３)とがＸ方向につい
て一致している。レーザビームＢａ，Ｂｂ，Ｂｄ及びＢ
ｅは、レーザビームＢｃに対して集合するような向きで
発せられるが、これは、半導体レーザ１０ａ，１０ｂ，
１０ｄ及び１０ｅ並びにそれと対応する収束光学系２０
ａ，２０ｂ，２０ｄ及び２０ｅの各組の光軸ＡＸ２に対
する光軸ＡＸ１の平行偏心量の大きさの違いによるもの
である。つまり、レーザビームパターン像４５の中心か
ら離れたレーザビームスポット４７ほど、それと対応し
た光軸ＡＸ２に対する光軸ＡＸ１の平行偏心量が大きく
なるように位置調整が行われるのである。

【００２５】上記のように、半導体レーザ１０のアレイ
において中心部分に位置する半導体レーザ１０よりも外
側に位置する半導体レーザ１０ほど、上記平行偏心量が
大きくなっているため、収束光学系２０のアレイにおい
て中心部分に位置する収束光学系２０よりも外側に位置
する収束光学系２０ほど、収束光学系２０に入射するレ
ーザビームの光量も低下することになる。それに伴っ
て、仮想像面４０上に形成されるビームスポット４７の
明るさについても、レーザビームパターン像５４の中心
から離れたビームスポットほど、暗いものとなってしま
う。そこで、本実施例においては、各ビームスポット４
７の明るさ揃えるために、半導体レーザ１０の出力を、
前記外側に位置する半導体レーザ１０ほど高くするのが
好ましい。例えば、前記中心に位置するものの出力を３
ｍＷとすると、最も中心位置から離れたものの出力を５
ｍＷまで上げるように、所定の割合で各半導体レーザ１
０の出力値を調整するのがよい。

【００２６】尚、各半導体レーザ１０及び収束光学系２
０について、光軸ＡＸ１，ＡＸ２を一致させた状態か
ら、収束光学系２０をアレイの中心に向けて回転させる
ことによって、レーザビームの方向及び間隔の調整を行
う構成としてもよい。このとき、レーザビームパターン
像４５の中心から離れたビームスポット４７ほど、それ
と対応した収束光学系２０の回転偏心量が大きくなるよ
うにする。

【００２７】上記結像位置，レーザビームの方向及び間
隔の調整は、仮想像面４０上におけるレーザビームスポ
ット４７を拡大して見ながら各半導体レーザ１０及び鏡
枠２５を手動で移動させることによって行ってもよい
し、適当な検知手段によって自動的に行ってもよい。例
えば、溝３４(図３)側又はその反対側から鏡枠２５と接
する光学系用治具を設け、その光学系用治具をＺ方向
(光軸ＡＸ２方向)に沿って移動させる(図３中の矢印ｍ
２)ことによって、収束光学系２０の位置調整を行うこ
とができる。また、溝３４(図３)の反対側から半導体レ
ーザ１０と接する半導体レーザ用治具を設け、その半導
体レーザ用治具をＸＹ方向に沿って移動させる(図３中
の矢印ｍ１)ことによって、半導体レーザ１０の位置調
整を行うことができる。

【００２８】上記位置調整を自動的に行う場合には、光
学系用治具を移動させる光学系駆動手段と，光学系駆動
手段の駆動を仮想像面４０上でのレーザビームスポット
４７の光量値等を検知する検知手段の出力結果に基づい
て制御する制御手段とを用いればよい。尚、半導体レー
ザ１０及び鏡枠２５の移動量については、上記検知手段
の出力と予め設定されている基準値との比較結果に基づ
いて決定することができる。

【００２９】バーボディ３３への半導体レーザ１０及び
鏡枠２５の固定は、ＹＡＧレーザによる溶接で行うこと
ができる。例えば、ＹＡＧレーザ(１．０６μｍ)により
半導体レーザ１０(５．６φ)の当て付いた面の２箇所で
溶接し、固定することができる。このＹＡＧレーザによ
る溶接においては、バーボディ３３，鏡枠２５，半導体
レーザ１０が同じ材料(例えば、鉄)で構成されていると
容易、かつ、安定に溶接を行うことができるので好まし
い。

【００３０】上記のようにして調整された本実施例につ
いて、半導体レーザ１０をＯＮすると、収束光学系２０
は、半導体レーザ１０及び収束光学系２０より成る２次
元アレイパターンを200dot/inchの密度で５×４の２次
元アレイ状のレーザビームパターン像(レーザビームス
ポットの直径：60〜80μｍ，スポット間隔：120μｍ)４
５を形成する。

【００３１】ところで、一般的なレーザビームプリンタ
の解像度は、400dot/inchである。オフセット印刷の原
版作成に用いられる製版用カラースキャナ等に用いる場
合には、4000dot/inch程度の密度に対応しうるように解
像度を上げる必要があるが、収束光学系２０のみでは約
770dot/inchまでしか縮小することができない。そこ
で、本実施例では4000dot/inchのパターンを作成するた
めに200dot/inchのパターンを更に縮小する構成として
いる。

【００３２】つまり、本実施例では図５に示す縮小光学
系５０によって、図１に示すようにレーザビームパター
ン像４５が更に1/20に縮小され、4000dot/inchの密度で
レーザビームパターン像(レーザビームスポットの直
径：3〜4μｍ，スポット間隔：6μｍ)が感光体表面６０
上に形成されるのである。尚、光源として要求されるド
ットサイズに応じて、倍率の異なる収束光学系や縮小光
学系を用いてもよく、また、縮小光学系５０を用いずに
収束光学系２０のみ用いて200dot/inchのサイズのレー
ザビームパターン像４５を形成する構成としてもよい。
また、スポット数についても必要に応じて半導体レーザ
１０等の設置数を変えればよいが、10×10のパターンで
４μｍのスポットが６μｍ間隔で並ぶようにするのが実
使用上一般的である。

【００３３】本実施例をレーザビームプリンタや製版用
カラースキャナ等に適用した場合には、図２に示すレー
ザビームパターン像４５の1/20の縮小像を、例えば感光
体ドラムの表面に形成することができる。但し、図２に
示すように２０個全てのレーザビームスポット４７が同
時に形成される必要はなく、画像情報に応じた各半導体
レーザ１０のＯＮ／ＯＦＦ動作を行うことで、複数本の
レーザビームを用いたマルチビームスキャニングによ
り、処理の高速化を図ることが可能となるのである。例
えば、感光体ドラム表面に対するレーザビームのスキャ
ン速度を１本のレーザビームでスキャンする従来の方法
によるスキャン速度の約２０倍にすることが可能であ
る。また、光源ユニット３０の規模を必要に応じて拡大
すれば、必要な高速化率を達成することもできる。

【００３４】半導体レーザ１０はパルス駆動を行うため
ＯＮ／ＯＦＦの動作をそれぞれ独立に繰り返す。従っ
て、ＯＮする半導体レーザ１０の発光の強さを積極的に
変化させることによって、階調性を変化させることも可
能である。また、前述した各調整により整列したレーザ
ビームの特性が揃っているので、縮小光学系５０に対し
てユニットとしての互換性をもたせることもできる。ま
た、半導体レーザ１０，収束光学系２０及びバーボディ
３３として、いずれも同一性能・同一構造のものを用い
ることができるので、コストが安くなり、位置調整や交
換修理等も簡単である。また、光源ユニット３０ごとの
交換も容易である。

【００３５】ところで、先に説明した特開平３−１５０
１８号の装置よりも低コスト化及びコンパクト化を図り
うる構成として、発光ダイオード(以下、「ＬＥＤ」と
いう)のアレイを用いてドットパターンを形成し、これ
を感光体表面上に縮小投影する方法(以下、「ＬＥＤア
レイ方式」という)が考えられる。そこで、以下に、Ｌ
ＥＤアレイ方式の解像度について、高解像度化、即ちＬ
ＥＤで半導体レーザを用いた場合と同レベルの高い解像
度(直径5μｍのレーザビームスポットの形成)が得られ
るか否かについて検討を加えた。

【００３６】図６に、本実施例において１個の半導体レ
ーザ(以下、「ＬＤ」ともいう)によって形成される１本
のレーザビームスポットの結像位置(感光体表面が合焦
位置にある状態)における主光線に垂直な断面の強度分
布(破線)及び１個のＬＥＤによって形成されるスポット
の結像位置(感光体表面が合焦位置にある状態)における
主光線に垂直な断面の強度分布(一点鎖線)を測定した結
果をグラフで示す。また、同図中、実線(ＧＳ)は幾何学
的に形成されるボケのない理論的な光量のパターンであ
る。尚、ＬＥＤアレイを用いた測定においては、図１及
び図２に示す本実施例における仮想像面４０位置に、レ
ーザビームパターン像４５(図２)と同様の発光をレーザ
ービームスポット４７と対応するように行うＬＥＤを配
し、ＬＥＤから発せられたビームを縮小光学系５０によ
り1/20に縮小することによって形成されたスポットにつ
いて測定を行った。

【００３７】図７及び図８に、感光体表面６０がスポッ
トの結像位置(合焦位置)から５μｍ(図７)，１０μｍ
(図８)だけ縮小光学系５０から遠ざかった状態(それぞ
れ−５μｍ位置，−１０μｍ位置に感光体表面６０位置
がある状態)でのスポットの強度分布の測定を図６の場
合と同様にして行った結果を示す。感光体表面６０が遠
ざかったり、近づいたりするということは、半導体レー
ザ１０，収束光学系２０及び縮小光学系５０に対する感
光体表面６０の相対位置の変動を意味している。例え
ば、回転する感光体ドラム表面の凹凸や回転軸のズレ等
がこの原因となる。

【００３８】また、図９に、感光体表面６０の高さに対
する、相対強度50％レベルでレーザビームスポットの光
強度を２値化した際のスポット径の分布を示す。ここ
で、感光体表面の高さとは、結像位置からの感光体表面
６０のズレ量を表し、感光体表面６０が合焦位置から縮
小光学系５０側にずれた場合では正の値をとり、感光体
表面６０が合焦位置から縮小光学系５０に対して離れる
ようにずれた場合では負の値をとるように示す。

【００３９】ＬＥＤアレイ方式では、図６に示すように
倍率1/20の縮小光学系５０で完全にピント合わせが行わ
れた状態(合焦状態)では、解像度は本実施例と同レベル
にあり、直径5μｍのスポットが得られる。しかし、図
７及び図８に示すように結像位置からの感光体表面位置
のズレが大きいほど、解像度が低くなってしまう。ま
た、図９に示すように、ＬＥＤアレイ方式では焦点深度
が±7μｍしかないのに対し、半導体レーザ１０を用い
た本実施例の焦点深度は±40μｍである。±50μｍあれ
ば、精度の良い高さ調整できるが、大きなフィルム面を
±10μｍの高さに入れようとすると、高い精度が必要と
なる。尚、図６〜図９に示す解像度の差異は、光のコヒ
ーレンス(干渉性)の違いによるものである。ＬＥＤの光
はインコヒーレントであるのに対し、レーザの光はコヒ
ーレントである。よって、レーザ光の方が収束性がよ
く、多少ピントがぼけてもレーザ光のスポットは大きく
ぼけないのである。

【００４０】ＬＥＤアレイを用いた場合には、構造はシ
ンプルとなるが、ＬＥＤから放射される光がインコヒー
レントであるため、ＬＥＤ光から成るドットパターンを
縮小したときの解像度に限界があるといった問題があ
る。また、焦点深度が浅いため、フォーカスがずれると
ボケ易く、そのため隣のスポットと重なりやすい。従っ
て、ドットパターン像の形成位置に対する感光体ドラ
ム，感光フィルム等の位置の精度を高く保持する必要が
あり、このため装置に対する高い機械的精度が要求さ
れ、その結果、コストが高くなるといった問題がある。
これに対し本実施例では、半導体レーザ１０から放射さ
れる光がコヒーレントであり、また、焦点深度が深いた
め、機械的に一定に保つのが困難な半導体レーザ１０等
に対する感光体表面６０の相対位置精度を緩和すること
が可能である。

【００４１】また、ＬＥＤアレイ方式では、焦点深度±
10μｍの範囲を超えると、光強度，現像条件によりスポ
ットのかすれやボケが大きく実使用に適しないが、倍率
1/10の縮小光学系を用いれば、±25〜30μｍの使用範囲
が見込める。但し、ＬＥＤから全立体角に発散している
光束の中心部±1.5°しか感光体表面上に集めることが
できず光量が少ないので、ＬＥＤアレイ方式では半導体
レーザを用いたシステムに比べて非常に高感度のフィル
ムが必要になる。

【００４２】レーザを用いたシステムの場合、従来、光
学系が大がかりすぎるという問題があったが、本実施例
のような構成で半導体レーザを用いれば、シンプルな構
成で、高性能化を図ることが可能である。また、ＬＥＤ
等から発せられる光と比べて、半導体レーザによって発
せられるレーザビームは明るいので、ＬＥＤアレイ方式
よりも感光体表面６０に対する露光時間の短縮化を図る
ことが可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、アレ
イ状に配された複数個の半導体レーザと，その半導体レ
ーザと対応して各々の半導体レーザから発せられるレー
ザビームを収束させる収束光学系とを備え、前記半導体
レーザと収束光学系の各組が、各々のレーザビームスポ
ットが所定位置に所定間隔で集合してレーザビームパタ
ーン像を形成するように調整された構成となっているの
で、従来必要とされていた電気的なシャッタで分割され
たレーザビームをＯＮ／ＯＦＦするための手段や大口径
の高価な縮小投影レンズが不要となり、その結果、低コ
スト化及び小型化が図られた半導体レーザアレイ光源を
実現することができる。

【００４４】更に、前記レーザビームパターン像を縮小
して所定位置において再結像させる縮小光学系を備える
ことにより、高い解像度を有するレーザビームパターン
像の形成が可能となり、製版用カラースキャナ等の高い
解像度が要求される用途にも適用可能な半導体レーザア
レイ光源を実現することができる。

【００４５】前記収束光学系の光軸が互いに平行に位置
しており、前記半導体レーザのアレイにおいて中心部分
に位置する半導体レーザよりも外側に位置する半導体レ
ーザほど、前記収束光学系の光軸から半導体レーザの発
光中心が遠ざかるように配された構造とすることによっ
て、前記各々のレーザビームスポットが所定位置に所定
間隔で集合してレーザビームパターン像を形成するよう
に調整することが可能となり、その結果、簡単な構成で
半導体レーザアレイ光源を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体構成を概略的に示す模式
図。

【図２】本発明の実施例に用いられている光源ユニット
３０の外観及びレーザビームの光路を示す概略斜視図。

【図３】本発明の実施例に用いられている光源ユニット
３０の要部構成を示す断面図。

【図４】本発明の実施例に用いられている一組の半導体
レーザ１０及び収束光学系２０から縮小光学系５０にか
けての光路を示す図。

【図５】本発明の実施例に用いられる縮小光学系５０の
レンズ構成及び光路を示す図。

【図６】本発明の実施例によって形成されるレーザビー
ムスポットの結像位置における主光線に垂直な断面の強
度分布及びＬＥＤによって形成されるスポットの結像位
置における主光線に垂直な断面の強度分布を示すグラ
フ。

【図７】本発明の実施例によって形成されるレーザビー
ムスポットの結像位置から−５μｍ位置における主光線
に垂直な断面の強度分布及びＬＥＤによって形成される
スポットの結像位置から−５μｍ位置における主光線に
垂直な断面の強度分布を示すグラフ。

【図８】本発明の実施例によって形成されるレーザビー
ムスポットの結像位置から−１０μｍ位置における主光
線に垂直な断面の強度分布及びＬＥＤによって形成され
るスポットの結像位置から−１０μｍ位置における主光
線に垂直な断面の強度分布を示すグラフ。

【図９】本発明の実施例によって形成されるレーザビー
ムスポット及びＬＥＤによって形成されるスポットの焦
点深度の差を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ …半導体レーザ ２０ …収束光学系 ３０ …光源ユニット ４０ …仮想像面 ５０ …縮小光学系 ６０ …感光体表面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アレイ状に配された複数個の半導体レーザ
   と，該半導体レーザと対応して各々の半導体レーザから
   発せられるレーザビームを収束させる収束光学系とを備
   え、 前記半導体レーザと収束光学系の各組が、各々のレーザ
   ビームスポットが所定位置に所定間隔で集合してレーザ
   ビームパターン像を形成するように調整されており、 該レーザビームパターン像を縮小して所定位置において
   再結像させる縮小光学系を備えていることを特徴とする
   半導体レーザアレイ光源。
2. 【請求項２】前記収束光学系の光軸が互いに平行に位置
   しており、前記半導体レーザのアレイにおいて中心部分
   に位置する半導体レーザよりも外側に位置する半導体レ
   ーザほど、前記収束光学系の光軸から半導体レーザの発
   光中心が遠ざかるように配されていることを特徴とする
   請求項１に記載の半導体レーザアレイ光源。
3. 【請求項３】アレイ状に配された複数個の半導体レーザ
   と，該半導体レーザと対応して各々の半導体レーザから
   発せられるレーザビームを収束させる収束光学系とを備
   え、 前記半導体レーザと収束光学系の各組が、各々のレーザ
   ビームスポットが所定位置に所定間隔で集合してレーザ
   ビームパターン像を形成するように調整されていること
   を特徴とする半導体レーザアレイ光源。