JPH07211991A - 多重ビーム型ダイオードレーザアレイ - Google Patents

多重ビーム型ダイオードレーザアレイ

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JPH07211991A
JPH07211991A JP6317423A JP31742394A JPH07211991A JP H07211991 A JPH07211991 A JP H07211991A JP 6317423 A JP6317423 A JP 6317423A JP 31742394 A JP31742394 A JP 31742394A JP H07211991 A JPH07211991 A JP H07211991A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のレーザ光線を放出する半導体ダイオー
ドレーザアレイを提供する。 【構成】 本発明の半導体ダイオードレーザアレイは、
異なる材料から作られた半導体ダイオードレーザを接合
して作られる。本発明の半導体ダイオードレーザは、Ｇ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓの組やＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎ
Ｐの組等の組の材料から作ることができる。半導体ダイ
オードレーザアレイは、所定の第１波長のビームを発す
る複数の活性領域を有し、表面の縁の近くに電気接続部
を有する第１半導体ダイオードレーザと、所定の第２波
長のビームを発する複数の活性領域を有し表面の縁の近
くに電気接続部を有する第２半導体ダイオードレーザ
と、両レーザの間に配置され、２つの半導体ダイオード
レーザ間に電気的絶縁と間隔を与える絶縁体とから成る
モノリシックアレイである。各ダイオードレーザはその
波長および材料に最適な異なる構造にでき、これらのダ
イオードレーザを組み合わせると、異なる特性をもつ複
数のレーザ光線を放出する単一光源となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多重ビーム型ダイオー
ドレーザ構造に関し、より詳細には、レーザプリンタに
使用する多重ビーム型ダイオードレーザの非モノリシッ
クアレイ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゼログラフィー印刷において、感光体の
上に潜像を形成する１つの方法は、変調したレーザビー
ムを帯電した感光体を横切ってラスター掃引することで
ある。そのあと感光体上に形成された潜像を使ってトナ
ー像が形成される。トナー像は静電気で記録媒体（通常
は普通紙）へ転写されたあと、定着されて永久的な画像
が生成される。
【０００３】ゼログラフィー印刷は成功を収めたが、印
字速度が増大するつれて、レーザビームを感光体を横切
って要求された速度で走査することがより困難になると
いう問題が生じた。一般に、走査は回転鏡でレーザビー
ムを偏向させることによって行われる。そのようなスキ
ャナはラスター出力スキャナ（ＲＯＳと略す）と呼ばれ
る。ＲＯＳにおいて、レーザビームを高速で走査する１
つの方法は、回転鏡の回転速度を増加させることであ
る。しかし、回転鏡を非常な高速で回転させるには、高
価な駆動モーターと、より強力なレーザが必要である。
第２の方法としては、回転多面鏡と一組のレンズを使用
して、ラスター掃引速度を向上させることがある。第３
の方法としては、数本のレーザビームを同時に掃引させ
ることがある。そのようなスキャナは「多重ビーム」Ｒ
ＯＳと呼ばれ、プリンタで高速走査を実現する好ましい
方法である。
【０００４】多重ビームＲＯＳを使用するプリンタは、
例えば米国特許第４，２５３，１０２号に開示されてい
る。そのようなプリンタでは、ＲＯＳは中心軸のまわり
に回転する多面鏡（ポリゴン）を使用し、１つまたはそ
れ以上の強度変調ビームを直線走査方向（高速走査方向
とも呼ばれる）に感光性記録媒体を横切って反復して掃
引する。ビームがラスター走査パターンに従って記録媒
体を走査するように、記録媒体は高速走査方向に直角な
「処理」方向（低速走査方向とも呼ばれる）に進められ
る。ディジタル印刷は、それぞれのビームを２進サンプ
ルストリームに従って連続的に強度変調し、その２進サ
ンプルによって表される光像に記録媒体をさらすことに
よって実行される。
【０００５】低速走査方向に配列されたレーザは、高密
度直線印字を可能にするため、多面鏡の回転軸に平行な
方向に互いに狭い間隔で置かれるように製作しなければ
ならない。上記米国特許第４，２５３，１０２号に記載
されているように、そのような狭い間隔は、レーザアレ
イを斜めにして個々のレーザ素子間の距離を縮めること
を必要としない。しかし、狭い間隔で配置されたレーザ
素子は、できるだけ多面鏡のほぼ同じ部分にビームが当
たるように保持することによって、軸ずれ光源位置によ
るビームの特性、例えばスポットサイズ、エネルギーの
一様性、湾曲、および直線性の変動を最小にすることが
望ましい。
【０００６】ラスター掃引速度の問題は、高速度でカラ
ー印字するとき、いっそう明白になる。ゼログラフィー
式カラープリンタは、印字する各カラーごとに別個の画
像を必要とする。フルカラープリンタは、一般に、４つ
の画像（シアン、マゼンタ、黄色の３原色の各カラーに
１つづつ、黒色に１つ）を必要とする。一般に、カラー
プリントは、各カラーごとに１回、プリンタを複数回通
過する１枚の記録媒体に順次カラー画像を重ね合わせて
転写し、定着することによって作成される。そのような
プリンタは「複数パス」型プリンタと呼ばれる。
【０００７】各カラーが独立した感光体に対応付けられ
ている場合には、プリンタは「マルチステーション」型
プリンタと呼ばれる。そのようなプリンタでは、高速カ
ラーゼログラフィー画像出力端末装置は、個別にアドレ
ス可能な複数のラスターラインを別個の場所に同時に印
刷する必要がある。通常は、４つの独立したＲＯＳが必
要である。ステーションが同じ感光体の異なる位置を使
用する場合には、プリンタは「単一ステーション／マル
チポジション」型プリンタと呼ばれる。
【０００８】マルチステーション型プリンタおよび単一
ステーション／マルチポジション型プリンタは、同じラ
スター掃引速度で作動する複数パス型プリンタより大き
な印字ページ出力を有するので好ましい。しかし、これ
らのプリンタに関連する問題として、多数のＲＯＳを使
用することによる高コスト、実質上同一の複数のＲＯＳ
の製造することによる高コスト、および感光体上のカラ
ー画像の整合（重ね合わせること）の難しさがある。従
って、単一のＲＯＳと多重ビームダイオードレーザアレ
イを有するプリンタが好ましい。
【０００９】米国特許第５，２４３，３５９号は、マル
チステーション型プリンタにおいて単一のＲＯＳで複数
のレーザビームを偏向させることができるＲＯＳ装置を
作る１つの方法を開示している。回転多面鏡が、共通の
光軸と実質上共通の始点をもつ異なる波長の密集した複
数のレーザビームを同時に偏向させる。密集したビーム
は次に複数の光学フィルタによって分離され、マルチス
テーション型プリンタの対応する感光体へ導かれる。各
ビームについて似たような光路長を設定することによ
り、各感光体上に似たような寸法のスポットが得られ
る。これは全てのレーザを１個の一体構造ユニット内に
設置することによって容易に達成される。
【００１０】しかし、経済的に引き合う光学フィルタ
は、各別のビームが十分大きな波長だけ離れていること
を必要とする。一般的には約５０ｎｍの波長差が必要で
ある。例えば、米国特許第５，２４３，３５９号は、６
４５ｎｍ、６９５ｎｍ、７５５ｎｍ、８２５ｎｍの波長
で放出する４つのレーザを使用している。狭い間隔で配
置されたモノリシックレーザ光源からのこの波長範囲の
レーザ放出は利用できないから、実際の装置は必要な各
波長ごとに個別の多重ビームダイオードレーザを組み入
れる必要がある。
【００１１】別のマルチステーション型プリンタは、単
一ＲＯＳによって複数のレーザビームを偏向させる方式
を採用している。単一の回転多面鏡は、直交偏光された
異なる波長の複数のレーザビームを同時に偏向させる。
直交偏光されたビームは、次に偏光セパレータと、複数
のダイクロイックビームセパレータによって分離され
る。分離されたビームはそれぞれ対応する感光体へ導か
れる。各ビームごとに似たような光路長を設定すること
により、各感光体上に似たような寸法のスポットが得ら
れる。これはすべてのレーザを１個の一体構造ユニット
内に設置することにより容易に達成される。しかし、こ
のような装置は、異なるビームが十分大きな波長差だけ
離れていて、かつ直交偏光されたビームを放出すること
を必要とする。例えば、直交偏光されたビームを６００
ｎｍと６５０ｎｍで放出するレーザを使用している。実
質上同じ波長で直交偏光されたレーザビームを放出する
モノリシックレーザ光源が知られているが、５０ｎｍだ
け離れた波長で直交偏光されたビームを放出する狭い間
隔で配置されたモノリシックレーザ光源からのレーザ放
出は利用できないから、実際の装置は必要な各波長ごと
に個別の多重ビームダイオードレーザを組み入れる必要
がある。
【００１２】従って、かなり異なる光波長および（また
は）直交偏光を有する狭い間隔で配置されたレーザ素子
から放出された複数のほぼ同軸のレーザビームを発生す
る一体ダイオードレーザアレイが要望されている。その
外に、非モノリシックレーザアレイは、カラー印刷装置
の感光体レスポンス・ウィンドウを一致させるため、異
なる波長を有するレーザを組み合わせることができる。
個々のレーザ素子は、隣接するレーザ素子間のクロスト
ークを生じさせずに、独立に制御しなければならない。
一組のレンズと共に使用されるダイオードレーザアレイ
は、容易に整合される似たような寸法のスポットを生成
すべきである。
【００１３】非モノリシックレーザアレイは、通常、支
持体に取付けられた複数の個別ダイオードレーザで構成
される。レーザ印刷などの応用面においては、出力レー
ザビームは空間的に正確に分離しなければならない。従
って、非モノリシックアレイのダイオードレーザは、レ
ーザ素子の正確な位置決めが行えるように支持しなけれ
ばならない。
【００１４】複数波長および（または）直交偏光レーザ
のアレイを得る１つの技法は、共通の支持体に取り付け
られた別個の単ビームダイオードレーザを使用すること
である。支持体はベースから突き出た十字形に作ること
ができる。個別ダイオードレーザは十字形の各内隅の近
くに取り付けられる。スペーサの厚さがスペーサの両側
のレーザ素子の間隔を制御する。十字形のバーがスペー
サの同じ側のレーザ素子の間隔を制御する。実際にはス
ペーサとバーの最小厚さに制限があるので、このやり方
で取り付けられたレーザ素子は一般に１５０μｍだけ離
れており、従ってレーザ素子は印字の目的に最適な近接
位置にない。加えて、各レーザチップの発光領域はスペ
ーサを背に取り付けるほうが有益であるので、それが各
レーザ素子を個別にアドレスすることができるモノリシ
ック多重ビーム型ダイオードレーザのアレイの組立を妨
げている。
【００１５】個別にアドレス可能なレーザ素子を有する
非モノリシック多重ビーム型ダイオードレーザのアレイ
の組立を可能にする技法が知られている。この技法によ
れば、スタック支持体の突起部材の突起に取り付けた個
別多重ビーム型ダイオードレーザから成る非モノリシッ
クアレイが得られる。各ダイオードレーザは１個のチッ
プの中に作られたモノリシック多重ビーム型レーザ素子
で構成することができる。スタック支持体は、各レーザ
素子を個別にアドレスする個別導電路が突起部材に設け
られるように具体化されている。突起部材はスペーサに
よって隔離される。しかし、実際には使用可能なスペー
サの最小厚さに制限があるので、このやり方で取り付け
られるレーザ素子は一般に約１５０μｍだけ離れてお
り、従ってレーザ素子は印字の目的に最適な近接位置に
ない。
【００１６】狭い間隔で配置された個別レーザ素子の組
立を可能にする技法が、米国特許第４，９０１，３２５
号に開示されている。図５に、積み重ねた２個のダイオ
ードレーザ４０２，４０４を有する半導体レーザデバイ
ス４００を示す。ダイオードレーザの電極表面は互いに
接合され、電線４１２に接続されている。ダイオードレ
ーザ４０４の下側電極表面はマウント４０８の上面の金
属化表面４０６にハンダ付けされている。電線４１０，
４１２，４１４は半導体レーザデバイス４００を作動さ
せるのに使用される。この組立では、レーザ素子を互い
に１０μｍの範囲内に配置できるが、各ダイオードレー
ザの電極表面を接合することが、この技法を、各レーザ
素子を個別にアドレスできる多重ビーム型ダイオードレ
ーザの２つの個別モノリシックアレイの組立に使用する
ことを妨げている。
【００１７】図６に、米国特許第４，９０１，３２５号
に開示されているもう１つの技法を示す。マウント４２
２，４２４上にそれぞれ半導体ダイオードレーザ４２
６，４２８が取り付けられている。半導体ダイオードレ
ーザは絶縁層４３０を介して接合されている。絶縁層４
３０は低熱伝導率の電気絶縁材料で作られている。また
ダイオードレーザの活性領域は互いにずれている。この
やり方で、電気配線用の電線４３４，４３２をチップの
一方の面に接着することができる。この組立てでは、レ
ーザ素子を互いに垂直方向に１０μｍの範囲内に置くこ
とができるが、水平方向に約５０μｍだけずれている。
この水平方向のずれは、多くの応用面において望ましく
なく、この技法を、各レーザ素子を個別にアドレスでき
る複数レーザ素子のモノリシックアレイの組立に使用す
ることを妨げている。
【００１８】米国特許第４，９０１，３２５号に開示さ
れているさらに別の技法では、それぞれが１個のレーザ
素子を含む複数の個別ダイオードレーザの組立体が開示
されている。この技法では、２個の平坦な支持体４２２
と４２４のそれぞれに、ダイオードレーザ４２６と４２
８が並んで取り付けられる。そのあと、図７に示すよう
に、２個の支持体が互いに近づけられ、接触しないよう
にベース４４０に取り付けられる。電気接続は各ダイオ
ードレーザに個別に行われる。上記米国特許の発明者
は、向かい合った支持体上の２個のレーザ素子間の距離
を１０μｍ程度に狭くできることを特許請求の範囲に記
載しているが、同じ支持体上のレーザ素子は少なくとも
個々のチップの幅（例えば、１００μｍまたはそれ以
上）だけ離れている。この間隔は、多くの応用面におい
て望ましくなく、２つの寸法に関して狭い間隔で配置さ
れたレーザ素子のアレイの組立にこの技法を使用するこ
とを妨げている。
【００１９】先行特許文献に開示されているすべての非
モノリシックダイオードレーザアレイは、以下に挙げる
問題の少なくとも１つに悩んでいる。第１に、レーザ素
子のアライメントは、巧みな外部操作と支持体上のレー
ザ素子の正確な配置を必要とする。第２に、２つの支持
体を狭い間隔で配置し、その場所に安定に保持しなけれ
ばならない。第３に、特に２個以上のレーザ素子を含む
アレイの場合、エッジ効果すなわちスペーサがレーザ素
子の最小間隔を制限するので、狭い間隔で配置されたレ
ーザ素子を得ることが困難である。
【００２０】従って、過大な熱的、光学的、および（ま
たは）電気的クロストークを生じさせずに、非モノリシ
ックアレイのレーザ素子を狭い間隔で正確に配置するこ
とができる方法および装置が要望されている。その方法
および装置が、レーザ素子の正確かつ安定した方向付け
が可能であれば、さらに望ましい。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、２個の多重ビーム型半導体ダイオードレーザを組み
合わせて、異なる特性の数本のレーザビームを放出する
１個のダイオードレーザアレイにすることである。
【００２２】本発明の第２の目的は、１個のレーザ素子
を使用するプリンタより印字速度が高く、かつよりすぐ
れたスポット鮮鋭度が得られるレーザプリンタ用のダイ
オードレーザアレイを提供することである。
【００２３】本発明の第３の目的は、単一多面鏡と一組
のレンズと共に作動する低コストのマルチステーション
型処理装置を実現するため狭い間隔で配置された複数波
長ダイオードレーザを有するダイオードレーザアレイを
提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、異なる材料か
ら作られた２つの半導体ダイオードレーザを組み合わせ
る。半導体ダイオードレーザの１つ１つは、ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓの組や、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰの組
の、組の材料から作ることができる。各ダイオードレー
ザは、複数レーザ素子のモノリシックアレイであって、
複数のレーザビームを発生することができる。各ダイオ
ードレーザはその波長および材料に最適な異なる構造に
することができる。これらのダイオードレーザを組み合
わせて、異なる特性をもつ複数のレーザビームを放出す
る単一光源が作られる。
【００２５】２つの半導体ダイオードレーザの形状は異
なっている。第１ダイオードレーザは広い幅と短い全長
を有する。第２ダイオードレーザは狭い幅と長い全長を
有する。レーザ素子は各ダイオードレーザの幅の中央領
域に作られる。ダイオードレーザは、各個別のヒートシ
ンクマウント上に取り付けられている。２つのダイオー
ドレーザを組み立てて一体構造にすると、絶縁体が各ダ
イオードレーザの接点を分離する。一方のダイオードレ
ーザの端の近くの露出面にある接続用のパッドと、他方
のダイオードレーザの両面にある接続用のパッドに接触
用の電線が付いている。
【００２６】アレイを最終組立する前に、半導体ダイオ
ードレーザをそれらの固有波長と偏光特性について選択
することができる。異なる材料から作られた２つ以上の
レーザによって得られる波長分離は、どの１材料系から
得られる波長分離よりも大きい。
【００２７】
【実施例】第１の好ましい実施例に使用した形式の多重
ビーム型ダイオードレーザを明らかにするため、図１に
従来のダイオードレーザを示す。詳しいことは、米国特
許第４，８７０，６５２号を参照されたい。モノリシッ
クダイオードレーザ１０は個別にアドレス可能な４個の
レーザ素子３０Ａ〜３０Ｄを含んでいる。
【００２８】ｎ−ＧａＡｓで作られた基板１２の上に、
ｎ−Ｇａ1-x Ａｌx Ａｓのクラッド層１４がエピタキシ
ャル成長によって堆積されている。活性領域１６は相対
的に薄い通常のダブルヘテロ構造（ＤＨ）または量子ウ
エル能動層またはドーピングしない、ｐ型ドーピングし
た、またはｎ型ドーピングしたその他の同種の構造で構
成されている。各活性領域１６はレーザ光を放出する面
放出点１８を有する。活性領域１６の上に、ｐ−Ｇａ
1-x Ａｌx Ａｓのクラッド層２０とｐ＋ＧａＡｓのキャ
ップ層２２が堆積されている。キャップ層２２中へのｐ
型亜鉛拡散は、オーム接触を大きく、レーザ素子を通る
直列抵抗を減少させる。エピタキシャル堆積は、この分
野で周知のＭＯＣＶＤによって実施することができる。
半導体ダイオードをアドレス指定するため、各キャップ
層２２の上に金属接続部２８が形成されている。
【００２９】各活性領域１６を分離するために、ｎ型無
秩序領域２４が形成されている。電気絶縁バリヤ２６は
亜鉛拡散層を越えた深さに達する陽子衝撃を使用して形
成される。レーザ素子間の陽子衝撃は、レーザ素子間に
電気的クロストークを生じさせずに、レーザ素子の独立
した動作を許すレベルの電気的隔離をレーザ素子間に与
える重要な特徴である。また各半導体ダイオードレーザ
にアース接続するために、基板１２の底面に金属接続部
３２が付いている。
【００３０】ダイオードレーザ１０のレーザ素子（面放
出点１８で表す）は相互に十分に近接しているが、光学
的に結合されていない。４個のレーザ素子は、それらの
つまった密集状態（これは、レーザ素子の光放出がプリ
ンタの感光体表面などの像面上に集められることを保証
する）にもかかわらず、個別にアドレスすることが可能
である。各活性領域１６の幅は、約３ミクロンである。
ダイオードレーザ１０の各活性領域１６は、約１０μｍ
だけ隔てられている。従って、ダイオードレーザ１０は
満足できる印字解像度として要求される相当に密集した
画素群を印字することが可能である。
【００３１】図２は、図１の４ビームダイオードレーザ
の平面図である。４個の異なるレーザ素子を個別にアド
レスするため、各レーザ素子は独立した電気接点を有す
る。４個の異なるレーザ素子は、個別にアドレスされる
レーザ素子間の望ましくない電気的および熱的相互作用
すなわちクロストークを生じさせない近接空間関係にあ
る。
【００３２】図２に示すように、各レーザ素子３０Ａ〜
３０Ｄはｎ型無秩序領域２４によって隔離されている。
浅いイオン注入すなわち陽子注入パターン４４は、各レ
ーザ素子を互いに電気的に隔離するほか、各レーザ素子
について１個づつ、４個の独立した金属接点になるプラ
ットフォームを形成している。イオン注入領域４６は、
キャップ層２２のｐ型（Ｚｎ）拡散によって形成された
寄生ジャンクション領域を通って延びている。イオン注
入クロスオーバー領域４８を高抵抗にして中央の２個の
レーザ素子をクロスオーバー接触接続させるために、両
端のレーザ素子を横切って狭幅のクロスオーバー領域４
８が形成されている。
【００３３】図３は、図２の陽子注入パターン４４の上
に形成された金属化パターン５２を示す。金属化パター
ン５２はＣｒ−Ａｕ複層から作られる。図２のレーザ素
子の上にチャンネル５４，５６，５８，６０が形成され
ている。レーザ素子３０Ａ〜３０Ｄのそれぞれの活性領
域に、金属で作られた４個の接続用パッド５０Ａ〜５０
Ｄが接続されている。外側の接続用パッド５０Ａ，５０
Ｄは二また状のストリップ５４，６０に接続されてい
る。内側の接続用パッド５０Ｂ，５０Ｃは金属接続ブリ
ッジ６２を介して接触ストリップ５６，５８に接続され
ている。露出した陽子注入パターン４４は金属接続部を
電気的に隔離している。
【００３４】図１の半導体ダイオードレーザの欠点は、
各レーザ素子の波長が同一なことである。従って、上述
の設計によって非モノリシック複数波長構造を製作する
ことはできない。
【００３５】図４に、第１の好ましい実施例の非モノリ
シック半導体ダイオードレーザアレイを示す。ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓやＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰなどの異
なる材料から作られたダイオードレーザを組み合わせ
て、複数の波長を放出する単一光源が作られる。各ダイ
オードレーザはその波長および材料に最適な異なる構造
にすることができる。ダイオードレーザ間の波長分離
は、最終組立の前に各ダイオードレーザを選択すること
により、事前に正確に調整することができる。低コスト
のマルチステーション型またはマルチポジション型処理
装置は単一多面鏡と一組のレンズと共にこれらの光源を
使用することができる。
【００３６】図４は、第１の好ましい実施例に従って組
み立てたマルチプルダイオードレーザアレイ１００を示
す。上部ダイオードレーザ１１０は、上部マウント１１
４に取り付けられた単一チップ１１２内に一体に作られ
た個別にアドレス可能な４個のレーザ素子を有する。上
部マウント１１４（例えば、可調節ブロック上に設置さ
れたシリコンヒートシンク）はチップ１１２内の４個の
すべてのレーザ素子の共通アース戻り路になる。図示の
ように、上部ダイオードレーザ１１０は４つの面放出点
１１６Ａ〜１１６Ｄを有する。下部ダイオードレーザ１
２０は、下部マウント１２４上に設置された単一チップ
１２２内に一体で作られた個別にアドレス可能な４個の
レーザ素子を有する。図示のように、下部ダイオードレ
ーザ１２０は４つの面放出点１２６Ａ〜１２６Ｄを有す
る。
【００３７】下部ダイオードレーザのチップ１２２と上
部ダイオードレーザのチップ１１２は、例えばポリイミ
ドから作られた絶縁体ストリップ１３０，１３２によっ
て隔離されている。絶縁体ストリップはダイオードレー
ザ間に電気的隔離と緩衝を提供する。各ダイオードレー
ザのレーザ素子は１０μｍ程度に近接させることができ
る。
【００３８】広幅の短いダイオードレーザ１１０と狭幅
の長いダイオードレーザ１２０を組み合わすことによっ
て、各ダイオードレーザのチップ上の多重接続用パッド
に容易にアクセスすることができる。例えば、下部ダイ
オードレーザのチップは幅が２５０ミクロン、長さが５
００ミクロンである。上部ダイオードレーザのチップは
幅が５００ミクロン、長さが２５０ミクロンである。下
部ダイオードレーザ１２０のチップの後半分に配置され
た接続用パッドに、電線１２８Ａ〜１２８Ｄが取り付け
られている。これらの電線がそれぞれレーザ素子１２６
Ａ〜１２６Ｄの動作を制御する。上部ダイオードレーザ
１１０のチップの側面に配置された接続用パッドに、電
線１１８Ａ〜１１８Ｄが取り付けられている。これらの
電線がそれぞれレーザ素子１１６Ａ〜１１６Ｄの動作を
制御する。
【００３９】第１の好ましい実施例は、８つのレーザビ
ームを放出する単一レーザアレイである。第２のダイオ
ードレーザの上に、その４つのレーザ素子とは異なる波
長の４つのレーザ素子を有する第１のダイオードレーザ
を組み立てることにより、２つの別個の波長を得ること
ができる。同じやり方で、それぞれが４以上のレーザ素
子を有する２つのダイオードレーザを選択することによ
り、８つ以上のレーザビームを放出する単一レーザアレ
イを得ることができる。
【００４０】集積パッケージを組み立てるとき、水平方
向の位置決め（±１ミクロン）は、顕微鏡で観察しなが
ら面放出点が整列するまで一方のマウントの位置を他方
のマウントに対し調節することにより設定できる。垂直
方向の位置決めは、絶縁体の厚さによって設定される。
軸方向の位置決めは、一方のダイオードレーザの縁が他
方のダイオードレーザの縁と一直線に並ぶように調節す
ることによって設定される。
【００４１】第２の好ましい実施例は、同様に、第１の
好ましい実施例に似た８つのレーザビームを放出する単
一レーザアレイである。この実施例の場合、ダイオード
レーザは実質上同一波長の直交偏光を放出するように作
られる。組立は前述のように行われる。
【００４２】どちらかの好ましい実施例のレーザアレイ
を使用して、図８に示したシングルステーション／マル
チポジション型プリンタを構成することができる。例え
ば、ダイオードレーザアレイ２００の上部ダイオードレ
ーザ２１０は４つの偏光レーザビーム２５０を放出す
る。下部ダイオードレーザ２２０はレーザビーム２５０
に対し直交偏光された４つの偏光レーザビーム２４０を
放出する。すべてのレーザビームは実質上同一波長を有
する。８つのレーザビームはすべてのレーザビームを重
複する同軸光路の上に向ける作用をする入力光学系３１
２を通して投射され、回転多面鏡３１４を照明する。回
転多面鏡３１４はレーザビームを高速走査方向に沿って
反復して同時に偏向させる。偏向されたレーザビームは
一組の像形成／補正用レンズ３１０に入射する。一組の
レンズ３１０はレーザビームを焦点に集め、かつ多面鏡
の角度誤差や揺らぎなどの誤差を補正する。一組のレン
ズ３１０はレーザビームを偏光セパレータ３２０に向か
って投射する。偏光セパレータ３２０はある偏光を他の
偏光から分離する。ミラー３３６，３３８は、偏向され
たレーザビーム２５０を感光体３４０の上に導く。ミラ
ー３３０，３３２，３３４はレーザビーム２４０を感光
体３４０の離れた領域の上に導く。
【００４３】４つのレーザビーム２５０を第１波長で放
出する上部ダイオードレーザ２１０と、４つのレーザビ
ーム２４０を第２波長で放出する下部ダイオードレーザ
２２０より成るダイオードレーザアレイ２００を使用し
て、同様なレーザプリンタを作ることができる。レーザ
ビームは任意の偏光方向をもつことができる。プリンタ
は、セパレータ３２０が第１波長のビームを反射し、第
２波長のビームを透過するダイクロイックセパレータで
あることを除いて、図８のように構成される。この種の
ダイクロイックセパレータはこの分野では周知である。
【００４４】本発明の第３の好ましい実施例は、２つの
波長と２つの偏光をもつレーザビームを放出する単一レ
ーザアレイである。この実施例の場合、各ダイオードレ
ーザは、実質上同一波長で直交偏光を放出する別個のレ
ーザ素子を有する。従って、本発明に従って、直交偏光
されたレーザビームを第１波長で放出する第１ダイオー
ドレーザと、直交偏光されたレーザビームを第２波長で
放出する第２ダイオードレーザを組み合わせることによ
り、ダイオードレーザアレイを作ることができる。組立
は前述のように行われる。
【００４５】この第３の実施例のレーザアレイを使用し
て図９に示したマルチステーション型プリンタ５８０を
作ることができる。例えば、ダイオードレーザアレイ５
００は８つのレーザビーム５１０を放出する上部ダイオ
ードレーザ５０２を有する。４つのレーザビームは、他
の４つのレーザビームと直交偏光される。８つのすべて
のレーザビームは第１波長を有する。下部ダイオードレ
ーザ５０４は８つのレーザビームを放出する。レーザビ
ーム５１２内の４つのレーザビームはレーザビーム５１
０内の或る偏光に対し平行に偏光され、レーザビーム５
１２内の他の４つのレーザビームはレーザビーム５１０
内の他の偏光に対し平行に偏光されている。８つのすべ
てのレーザビーム５１２は、レーザビーム５１０の第１
波長とは異なる第２波長を有する。
【００４６】１６のレーザビームはすべてのレーザビー
ムを重複する同軸光路の上に向ける作用をする入力光学
系を通して投射され、回転多面鏡５０６を照明する。簡
素化するため、図には４つのレーザビームのみを示して
ある。レーザビーム５１４，５１６は波長が異なるが、
同じ偏光を有する。レーザビーム５１８，５２０も波長
は異なるが、同じ偏光を有する。回転多面鏡はレーザビ
ームを高速走査方向に沿って反復して同時に偏向させ
る。偏向されたレーザビームは一組の像形成／補正用レ
ンズ５０８に入る。一組のレンズ５０８はレーザビーム
を焦点に集め、かつ多面鏡の角度誤差や揺らぎなどの誤
差を補正する。
【００４７】一組のレンズ５０８はレーザビームを偏光
セパレータ５３０に向けて投射する。偏光セパレータ５
３０はある偏光のビームを他の偏光のビームから分離す
る。レーザビーム５１８，５２０は次にダイクロイック
ビームセパレータ５３２に入り、他方、レーザビーム５
１４，５１６は最初にミラー５３４から反射され、次に
ダイクロイックビームセパレータ５３６に入る。ダイク
ロイックビームセパレータ５３２，５３６は、第１波長
のビームを反射し、第２波長のビームを透過する波長選
択性多層フィルムである。従って、ダイクロイックビー
ムセパレータ５３２は、重畳するビーム５１８と５２０
を分離し、他方のダイクロイックビームセパレータ５３
６は重畳するビーム５１４と５１６を分離する。次に、
ミラー５４２は分離されたレーザビーム５１４を感光体
５４０の上に反射し、他方のミラー５５２と５５４は分
離されたレーザビーム５１６を感光体５５０の上に反射
する。同様に、ミラー５７２は分離されたレーザビーム
５２０を感光体５７０の上に反射し、他方のミラー５６
２と５６４は分離されたレーザビーム５１８を感光体５
６０の上に反射する。各レーザビームは画像情報につい
て個別に変調されているので、各感光体の上に異なる潜
像が同時に生成される。従って、装置５８０は各感光体
上の画像が異なるシステムカラーに対応しているフルカ
ラー複製に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の好ましい実施例に使用した多重ビーム型
半導体ダイオードレーザの正面図である。
【図２】４つのレーザの導電チャンネルを示す、従来の
半導体ダイオードレーザの平面図である。
【図３】従来の接続用パッドのパターンを示す、半導体
ダイオードレーザの平面図である。
【図４】第１の好ましい実施例のダイオードレーザアレ
イの斜視図である。
【図５】第２の好ましい実施例のダイオードレーザアレ
イを使用しているレーザプリンタの正面図である。
【図６】従来の単一レーザアレイを構成する２個の半導
体ダイオードレーザの正面図である。
【図７】従来の別の単一レーザアレイを構成する半導体
ダイオードレーザの正面図である。
【図８】第３の好ましい実施例のダイオードレーザアレ
イを使用しているレーザプリンタの略図である。
【図９】第３の好ましい実施例のダイオードレーザアレ
イを使用しているマルチステーション型レーザプリンタ
の略図である。
【符号の説明】
１０ モノリシックダイオードレーザ １２ 基板 １４ クラッド層 １６ 活性領域 １８ 面放出点 ２０ クラッド層 ２２ キャップ層 ２４ ｎ型無秩序領域 ２６ 電気絶縁バリヤ ２８ 金属接続部 ３０Ａ〜３０Ｄ レーザ素子 ３２ 金属接続部 ４４ イオン注入パターン ４６ イオン注入領域 ４８ イオン注入クロスオーバー領域 ５０Ａ〜５０Ｄ 接続用パッド ５２ 金属化パターン ５４，５６，５８，６０ チャンネル ６２ 金属連絡ブリッジ １００ 複数ダイオードレーザアレイ １１０ 上部ダイオードレーザ １１２ 単一チップ １１４ 上部マウント １１６Ａ〜１１６Ｄ 面放出点 １１８Ａ〜１１８Ｄ １２０ 下部ダイオードレーザ １２２ 単一チップ １２４ 下部マウント １２６Ａ〜１２６Ｄ 面放出点 １２８Ａ〜１２８Ｄ 電線 １３０，１３２ 絶縁体ストリップ ２００ ダイオードレーザアレイ ２１０ 上部ダイオードレーザ ２２０ 下部ダイオードレーザ ２４０，２５０ レーザビーム ３１０ 一組の像形成／補正用レンズ ３１２ 入力光学系 ３１４ 回転多面鏡 ３２０ 偏光セパレータ ３３０，３３２，３３４ ミラー ３３６，３３８ ミラー ３４０ 感光体 ４００ 半導体レーザデバイス ４０２，４０４ ダイオードレーザ ４０６ 金属化表面 ４０８ マウント ４１０，４１２，４１４ 電線 ４２０ 半導体レーザデバイス ４２２，４２４ マウント ４２６，４２８ 半導体ダイオードレーザ ４３０ 絶縁層 ４３２，４３４ 電線 ４４０ ベース ５００ ダイオードレーザアレイ ５０２ 上部ダイオードレーザ ５０４ 下部ダイオードレーザ ５０６ 回転多面鏡 ５０８ 一組の像形成／補正用レンズ ５１０，５１２ レーザビーム ５１４，５１６ レーザビーム ５１８，５２０ レーザビーム ５３０，５３２，５３６ 偏光セパレータ ５３４ ミラー ５４０ 感光体 ５４２ ミラー ５５０ 感光体 ５５２，５５４ ミラー ５６０ 感光体 ５６２，５６４ ミラー ５７０ 感光体 ５７２ ミラー ５８０ マルチステーション型プリンタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれがレーザビームを放出する複数
    の活性領域を有し、各活性領域のレーザビームが所定の
    第１波長を有する第１半導体ダイオードレーザであっ
    て、各活性領域が該第１半導体ダイオードレーザの表面
    の縁の近くに電気接続部を有する第１半導体ダイオード
    レーザと、 それぞれがレーザビームを放出する複数の活性領域を有
    し、各活性領域のレーザビームが所定の第２波長を有す
    る第２半導体ダイオードレーザであって、各活性領域が
    第２半導体ダイオードレーザの表面の縁の近くに電気接
    続部を有する第２半導体ダイオードレーザと、 前記第１半導体ダイオードレーザと前記第２半導体ダイ
    オードレーザとの間に配置され、前記２つの半導体ダイ
    オードレーザ間に電気的絶縁と間隔を与える絶縁体とか
    ら成ることを特徴とする多重ビーム型ダイオードレーザ
    アレイ。
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