JPH0519197A - 半導体レーザアレーを用いた光学装置 - Google Patents

半導体レーザアレーを用いた光学装置

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JPH0519197A
JPH0519197A JP3169975A JP16997591A JPH0519197A JP H0519197 A JPH0519197 A JP H0519197A JP 3169975 A JP3169975 A JP 3169975A JP 16997591 A JP16997591 A JP 16997591A JP H0519197 A JPH0519197 A JP H0519197A
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JP
Japan
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light
optical system
semiconductor laser
light emitting
laser array
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Application number
JP3169975A
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English (en)
Inventor
Kenichi Takanashi
健一 高梨
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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】接合面に平行な方向に光変調が独立に可能な複
数個の発光源が配列された半導体レーザアレーを用いた
光源部と、この光源部からの複数光束をコリメートする
コリメート光学系と、このコリメート光学系からの光束
を所定の方向に偏向する偏向器と、この偏向器からの偏
向光束を所定の感光媒体上に同時に結像走査する光学系
を有する光学装置において、装置を大型化することなく
半導体レーザアレーの各発光点の光強度を独立にモニタ
ーできる光学装置を提供すること。 【構成】半導体レーザアレー1の発光源とコリメート光
学系2の間に、前記発光源からの光束を前記コリメート
光学系の光軸と異なる方向へ分ける半透鏡11と、この
半透鏡から分けられた光束を所定の間隔に結像する結像
光学系12と、この結像光学系12からの各結像光の光
強度を検出する検出器14を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ、デジ
タル複写機、レーザファクシミリ等の高速書込用光走査
装置に適用しうる半導体レーザアレーを用いた光学装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】接合面に平行な方向に光変調が独立に可
能な複数個の発光源が配列された半導体レーザアレーを
用いた光源部と、この光源部からの複数光束をコリメー
トするコリメート光学系と、このコリメート光学系から
の光束を所定の方向に偏向する偏向器と、この偏向器か
らの偏向光束を所定の感光媒体上に同時に結像走査する
光学系を有する光学装置がある。
【0003】その一実施例を示した図9、図10で、例
えば半導体レーザ1からの出射、発散ビームをコリメー
タレンズ2によりコリメートし、偏向器としての回転多
面鏡3の一面へ入射させる。回転多面鏡3からの反射、
偏光光は例えば、fθレンズ等のような光学系4により
被走査面5上に結像され走査される。この走査に際し、
半導体レーザアレー1に変調を与えることにより、被走
査面5上に所望の画像を得ることができる。
【0004】かかる装置にアレー状の光源を用いること
により、高速処理をはじめとして、種々のメリットが生
ずる。ここでアレー状の光源とは、例えば図11に示さ
れるように独立に駆動、変調しうる半導体レーザ1a,
1b,1cが一列に並んだような構造をさすものとす
る。
【0005】図12に示すように、半導体レーザアレー
1が3つの半導体レーザ1a,1b,,1cからの出射
ビームは、その端面に垂直な法線方向に最大強度分布を
なす如く発振する。コリメータレンズ2でコリメートし
た場合、光軸上にある半導体レーザ1bのビームのみ光
軸に平行に走り、光軸外にある半導体レーザ1a,1
b,1cに対しては光軸と有限の角度θでコリメートさ
れる。
【0006】かかるアレー状光源を用いた場合は、1個
のみの光源を用いた場合と比較して次の利点がある。 一.複数の走査線を同時に記録、表示できる為、高速で
ある。 二.その為、回転多面鏡やガルバノミラー等の速度は遅
くてもよい。 三.又、半導体レーザパワーは低くてよく、劣化に対し
て有利である。 以上の理由から、アレー状光源を用いることは非常に有
効である。
【0007】半導体レーザアレーの出力制御の為に、
光検出器が用いられる。従来の半導体レーザアレーは、
各発光点の光強度をモニターする為の光検出器ではな
く、半導体レーザアレーひとつに対し一つの光検出器
(以下、PDと呼ぶ)を有する構造になっている。
【0008】一般的に半導体レーザの発光点の光強度
は、発光方向と反対方向に出る光を受光することにより
モニターしているので、発光点が一つの場合はそこから
の光であることは間違いなくわかる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前記で述べた点に関
しては、半導体レーザアレーの各発光点の光強度を独立
にモニターできない為、中間調再現性を左右する1ドッ
ト多値制御のうちパワー制御(以下、PMと呼ぶ)がで
きない。但し、パルス幅変調(以下、PWMと呼ぶ)は
可能であり、1ドットに対し8値までが可能であるとさ
れている。
【0010】前記で述べた点に関しては、市販の半導
体アレーは発光点が複数個なのに対し、一つのPDしか
有していないので、どの発光点からの光なのか分離でき
ず、各発光点の光強度制御ができなかった。なお、各発
光点より導波路でPDに導くものは考えられているが、
PDの大きさは半導体レーザに比べて大きい為、小型化
が困難である。
【0011】従って、本発明は、装置を大型化すること
なく半導体レーザアレーの各発光点の光強度を独立にモ
ニターできる光学装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明においては、(1).半導体レーザアレーの
発光源とコリメート光学系の間に、前記発光源からの光
束を前記コリメート光学系の光軸と異なる方向へ分ける
半透鏡と、この半透鏡から分けられた光束を所定の間隔
に結像する結像光学系と、この結像光学系からの各結像
光の光強度を検出する検出器を設けた。
【0013】(2).(1)において、半透鏡を半導体
レーザアレーのケースと一体化し、このケースに前記半
透鏡から分けられた光束を導く開口を設けることができ
る。
【0014】(3).又、半導体レーザアレーの発光源
の発光部の反対側に所定の間隔に結像する結像光学系
と、この結像光学系からの各結像光の光強度を検出する
検出器を設けることもできる。
【0015】(4).半導体レーザアレーの発光源の発
光方向と略直交する方向に駆動端子を設けるとともに、
発光部側には透明カバーガラス、前記発光部と反対側に
は光透過が可能な部材及び出射光の光強度を検出する検
出器をそれぞれ設けこともできる。
【0016】(5).(4)において、光透過が可能な
部材及び出射光の光強度を検出する検出器をそれぞれ半
導体レーザアレーのケースに着脱自在とすることもでき
る。
【0017】
【作用】半導体レーザアレーからの出力の一部は、結像
レンズにより半導体レーザアレーの各発光点に対応した
光束ごとに強度が検知される。
【0018】
【実施例】
1.請求項1に対応する例(図1参照) 図2に示すように通常、半導体レーザアレー1は符号1
Aで示すケースに収納されており、このケースの半導体
レーザ発光部側にカバーガラス10が設けられている。
カバーガラス10とコリメータレンズ2との間には半透
鏡11を設け、この半透鏡により半導体レーザアレーか
ら光束をコリメートレンズ2の光軸と異なる方向へ分離
する。
【0019】その分離した光束は結像レンズ12を経て
3つの光束13a,13b,13cに分けられ、それぞ
れが検出器14を構成する光検知用素子(フォトディテ
クタ(PD))14a,14b,14cに各光束ごとに
結像される。各光束ごとに独立に検知を行う為、各光検
知用素子は所定の間隔に並んでいる。この検知による検
知信号をコントローラ15に導き、半導体レーザアレー
1を構成する半導体レーザの各発光点の光強度を独立に
制御する。
【0020】ここで、半導体レーザアレー1の各発光点
の間隔をLHとし、光検知用素子の所定の間隔をLPと
すると、結像レンズ12による結像倍率βは、 β=LP/LH が成り立つ。又、結像レンズ12の焦点距離をfとし、
半導体レーザアレー1から検出器14までの距離をLL
とすれば、 LL=f×(β+1)2/β が成り立つ。その為、結像レンズ12の焦点距離fが小
さい程、光学系のコンパクト化が図れる。本例により、
半導体レーザアレーの各発光点の光強度は独立にモニタ
ーされる。さらに、独立にモニターできる為、1ドット
多値制御であるPMができ、多階調再現ができ、画質を
向上させることができる。
【0021】2.請求項2に対応する例(図2参照) 図2に示すように、前記図1の例におけるカバーガラス
10とコリメータレンズ2間にある半透鏡11にカバー
ガラスを兼用させた。又、この半透鏡11により分離さ
れた光束を結像レンズ012に導くと同時に結像レンズ
12をケース1Bに組み込んだものである。結像レンズ
12以降の構成、作用は前記例1で述べた内容に準ず
る。本例では、半透鏡11と半導体レーザアレーのケー
ス1Bを一体化したことで、部品点数を減らしつつ、半
導体レーザアレーの各発光点の光強度を独立にモニター
することができる。
【0022】3.請求項3に対応する例(図3参照) 通常、半導体レーザは、図11に示すような形状をして
いるとき、発光方向と反対側にも光が出ており、通常こ
の光を用いて発光点の光強度を検出して、半導体レーザ
のレーザ出力を制御している。そこで、本例では、半導
体レーザアレー1の後方から出射する光束を用いて結像
レンズ12により、光束13a,13b,13cとして
検出器14に導くようにしている。本例では、前記例の
ごとく半透鏡を用いることなく半導体レーザアレーの各
発光点の光強度を独立にモニターすることができる。ま
た、受光部を発光部の反対側に配置する為、光源の光量
に損失がなく光源出力を小さくできる。
【0023】4.請求項4に対応する例(図4) 通常、半導体レーザの駆動端子20は、発光方向と反対
側に光検知用素子が配置されているのに対し、本例では
駆動端子20を発光方向と略直交方向に配置することに
より、発光方向と反対側で半導体レーザアレー1の後方
から出射する光束を用いて結像レンズ12により光束1
3a,13b,13cとして検出器14に導けるように
発光方向と反対側に透明部材によるカバーガラス10を
設けている。なお、発光方向には、通常どおりカバーガ
ラス10を設けている。結像レンズ12以降の構成、作
用は前記例1で述べた内容と同様である。
【0024】本例により、半導体レーザアレーの各発光
点の光強度を独立にモニターしたり、又、従来のように
一つのPDで受光しモニターすることもできる。また、
光検知用光学系を用いないときに半導体レーザアレー1
の後方から出射する光束を用いて半導体レーザアレー1
自体の偏心調整(光軸出し)が容易となる。なお、発光
部の反対側に検出部を設けると、光路中の駆動端子等で
光が遮られたりレイアウトの負担がかかるが、発光方向
と略直交方向に駆動端子を設けることでレイアウトの自
由度を増すことができる。
【0025】5.請求項5に対応する例(図5乃至8参
照) 半導体レーザアレーの各発光点の光強度を独立に制御し
たい場合と、各発光点より光出力の有無のみをモニター
したい場合がある。本例はこれらの場合に対応できるも
のである。前者の独立に制御したい場合は、図5に示す
ように透明部材によるカバーガラス10を取付けた部材
1Gを発光方向と反対側で半導体レーザアレー1の後方
(図において左側)のケース1Eに設ける。後者の各発
光点より光出力の有無のみをモニターしたい場合は、図
6に示すように、受光部が一つの検出器14を取付けた
部材1Fをケース1Eに接着するようにした。
【0026】本例の変形例として図7、図8に示す例が
ある。これは、発光方向と反対側で半導体レーザアレー
1の後方(図において左側)のケース1Eに開口を形成
しておき、外部より検出器14(図7参照)あるいは、
カバーガラス10(図8参照)を接着固定できるように
したものである。符号18は接着部を示す。本例では、
前記例4の構造を有する半導体レーザアレーに対し、半
導体レーザアレーの偏心調整後に発光部の反対側にある
部材と光強度の検出を行う検出器とを置き換え可能とな
るので、組付け調整が容易になる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、装置を大型化すること
なく半導体レーザアレーの各発光点の光強度を独立にモ
ニターできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図2】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図3】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図4】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図5】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図6】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図7】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図8】本発明の一実施例を説明した光学装置の構成図
である。
【図9】従来技術の説明図である。
【図10】従来技術の説明図である。
【図11】半導体レーザアレーの説明図である。
【図12】半導体レーザアレーからの出射光束の説明図
である。
【符号の説明】
1 半導体レーザアレー 2 (コリメート光学系としての)コリメータレンズ 12 (結像光学系としての)結像レンズ 14 検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】接合面に平行な方向に光変調が独立に可能
    な複数個の発光源が配列された半導体レーザアレーを用
    いた光源部と、この光源部からの複数光束をコリメート
    するコリメート光学系と、このコリメート光学系からの
    光束を所定の方向に偏向する偏向器と、この偏向器から
    の偏向光束を所定の感光媒体上に同時に結像走査する光
    学系を有する光学装置において、 半導体レーザアレーの発光源とコリメート光学系の間
    に、前記発光源からの光束を前記コリメート光学系の光
    軸と異なる方向へ分ける半透鏡と、この半透鏡から分け
    られた光束を所定の間隔に結像する結像光学系と、この
    結像光学系からの各結像光の光強度を検出する検出器を
    有することを特徴とする半導体レーザアレーを用いた光
    学装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、半透鏡を半導体レーザ
    アレーのケースと一体化し、このケースに前記半透鏡か
    ら分けられた光束を導く開口を設けたことを特徴とする
    半導体レーザアレーを用いた光学装置。
  3. 【請求項3】接合面に平行な方向に光変調が独立に可能
    な複数個の発光源が配列された半導体レーザアレーを用
    いた光源部と、この光源部からの複数光束をコリメート
    するコリメート光学系と、このコリメート光学系からの
    光束を所定の方向に偏向する偏向器と、この偏向器から
    の偏向光束を所定の感光媒体上に同時に結像走査する光
    学系を有する光学装置において、 半導体レーザアレーの発光源の発光部の反対側に所定の
    間隔に結像する結像光学系と、この結像光学系からの各
    結像光の光強度を検出する検出器を有することを特徴と
    する半導体レーザアレーを用いた光学装置。
  4. 【請求項4】接合面に平行な方向に光変調が独立に可能
    な複数個の発光源が配列された半導体レーザアレーを用
    いた光源部と、この光源部からの複数光束をコリメート
    するコリメート光学系と、このコリメート光学系からの
    光束を所定の方向に偏向する偏向器と、この偏向器から
    の偏向光束を所定の感光媒体上に同時に結像走査する光
    学系を有する光学装置において、 半導体レーザアレーの発光源の発光方向と略直交する方
    向に駆動端子を設けるとともに、発光部側には透明カバ
    ーガラス、前記発光部と反対側には光透過が可能な部材
    及び出射光の光強度を検出する検出器をそれぞれ設けた
    ことを特徴とする半導体レーザアレーを用いた光学装
    置。
  5. 【請求項5】請求項4において、光透過が可能な部材及
    び出射光の光強度を検出する検出器をそれぞれ半導体レ
    ーザアレーのケースに着脱自在としたことを特徴とする
    半導体レーザアレーを用いた光学装置。
JP3169975A 1991-07-10 1991-07-10 半導体レーザアレーを用いた光学装置 Pending JPH0519197A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005208642A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Xerox Corp ビームからビームへの並列均一性補正
US20110199454A1 (en) * 2010-02-18 2011-08-18 Ichii Daisuke Light source device, optical scanning device, and image forming apparatus
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