非接触光書き込み装置
【課題】複数の半導体レーザビームによるライン方向の強度分布を均一化し、感熱記録媒体を非接触で均一に発色すること。
【解決手段】各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの各方向ｆを一致させて各半導体レーザ４−１〜４−ｎを設け、これら半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上に結像し、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成する。
【解決手段】各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの各方向ｆを一致させて各半導体レーザ４−１〜４−ｎを設け、これら半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上に結像し、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置を直接接触することなく、非接触で感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色するライン光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロイコ染料系、ジアゾ化合物系感熱材料を利用した感熱記録方式や、特定温度で発色と消色とを繰り返すことを可能とする可逆性の感熱記録紙等が存在する。この感熱記録紙は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置を用いて加熱されて発色、消色される。このような感熱記録紙に対する記録方式には、例えばサーマルヘッド等の記録ヘッドを直接接触させる方式がある。
【０００３】
感熱記録紙を用いた情報記録の技術としては、例えば特許文献１、２がある。特許文献１は、可逆性感熱記録媒体の画像の書き換えの際に、残像（発色むら）の無い良好な記録画像を得る初期化方法及び書き換え方法並びにその装置に関し、加熱温度又は加熱後の冷却速度の違いにより発色又は消色する可逆性感熱記録媒体の全面或いは記録領域をサーマルヘッドにより発色温度に加熱して発色させて記録層を均一化する操作を施すことを開示する。
【０００４】
特許文献２は、複数の発光点を有するマルチキャビティーレーザチップを複数個並べて固定したレーザダイオードアレイを開示する。すなわち、特許文献２は、複数のマルチキャビティーレーザチップをそれぞれの活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設し、集光光学系は、発光点の並び方向の開口径を当該並び方向に垂直な方向の開口径よりも小さく形成し、各マルチキャビティーレーザチップ毎に設けられた複数のコリメータレンズ及びこれらコリメータレンズにより平行化された複数のレーザビームをそれぞれ集光してマルチモード光ファイバーの端面で収束する集光レンズにより構成される合波レーザ装置を開示する。又、特許文献２は、レーザダイオードアレイの発光点側からシリンドリカルレンズ、結像レンズを配置することを開示する。
【特許文献１】特開２００１−３４１４２９号公報
【特許文献１】特開２００３−１５８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１は、可逆性感熱記録媒体の発色条件の一つである発色温度まで加熱についてサーマルヘッド等の接触式ヘッドに頼り、もう一つの条件である急冷について室温と発色温度との差により生じる自然冷却によって実現しているため、外気温が高くなると自然冷却により要する時間が延び、発色濃度に差が生じる。
【０００６】
特許文献２は、シリンドリカルレンズの屈折パワーの方向がマルチキャビティーレーザチップの並び方向でなく、マルチキャビティーレーザチップの並び方向に対して垂直な方向であり、マルチキャビティーレーザチップの並び方向のパワー分布が中心ほど高いガウス分布となる上、結像レンズの配置により決まるサイズ以上にライン長を長くできない。
【０００７】
可逆性の感熱記録媒体に情報を記録する際には、感熱記録媒体の全面を均一に発色、例えばベタ黒等に発色し、この後に情報の記録を行う。一方、感熱記録媒体に対する記録方式には、例えばサーマルヘッド等の記録ヘッドを直接接触させる方式がある。この方式では、記録ヘッドを直接感熱記録媒体に接触させるため、記録ヘッドの磨耗、汚れ等が生じ易く、かつ感熱記録媒体の記録面が擦れて汚れたり、付着物によるショートや過剰な電力供給等による記録ヘッドの寿命を縮めることを引き起こす。このため、感熱記録媒体を非接触で均一に発色する方法が採られる。この方法としては、エネルギー分布の略均一な線状光源（ライン光源）が必要になるが、このようなライン光源は、特許文献１、２から実現できない。
【０００８】
ライン光源は、例えば複数の半導体レーザを一方向に並べることにより構成できる。しかしながら、半導体レーザから出力される半導体レーザビームのエネルギー分布は、ガウス分布を示す。このため、複数の半導体レーザからそれぞれ出力される各半導体レーザビームにより形成される線状のプロファイルのレーザビームは、複数の半導体レーザの並べ方に応じた縞模様になる。
【０００９】
本発明の目的は、複数の半導体レーザビームによるライン方向の強度分布を均一化し、感熱記録媒体を非接触で均一に発色できるライン光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、一方向に搬送され、少なくとも感熱記録を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色させる或いは消色させるライン光源において、感熱記録媒体の媒体面内において感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配列され、それぞれ半導体レーザビームを出力する複数の半導体レーザと、複数の半導体レーザから出力される各半導体レーザビームをそれぞれ感熱記録媒体の記録面上に結像する複数の結像レンズと、感熱記録媒体の記録面上において複数の結像レンズにより結像された各半導体レーザビームの一部を重ね合わせ、感熱記録媒体の記録面上における各半導体レーザビームによる強度分布を複数の半導体レーザの配列方向に均一化する強度均一化光学系とを具備する非接触光書き込み装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の半導体レーザビームによるライン方向の強度分布を均一化し、感熱記録媒体を非接触で均一に発色できるライン光源を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は非接触光書き込み装置に用いるライン光源の外観構成図を示す。感熱記録媒体１は、特定温度の加熱制御により発色と消色とを繰り返し、感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな可逆性の媒体である。この感熱記録媒体１は、図２に示すように融点１８０℃以上をかけると印字層中に存在する染料と顕色剤とが溶け合った状態になり、この状態から急冷することにより染料と顕色剤とが混ざり合ったまま結晶化して発色する。この感熱記録媒体１は、ゆっくり冷却すると、染料と顕色剤とがそれぞれ結晶化するので、発色状態を保てず、消去状態になる。さらに、感熱記録媒体１は、染料と顕色剤との融点以下でもある一定時間の加熱により染料と顕色剤とが徐々に分離して結晶化し、消去状態となる温度域、例えば約１３０℃〜１７０℃程度もある。
【００１３】
ライン光源２とローラ３とが対向配置されている。ライン光源２は、上方側に設けられ、ローラ３は下方側に設けられている。ローラ３は、感熱記録媒体１を保持して例えば矢印Ａ方向に搬送する。なお、感熱記録媒体１は、搬送ベルトＢ上に載置されて搬送される。
【００１４】
図３はライン光源２の構成図を示す。このライン光源２は、感熱記録媒体１に情報を記録する直前に、感熱記録媒体１の全面を非接触で均一に発色（ベタ発色）或いは既に記録した画像がある場合には均一に消色（ベタ消色）、例えばベタ黒に発色或いはベタ消色させる。このライン光源２は、複数の半導体レーザ４−１〜４−ｎを備える。これら半導体レーザ４−１〜４−ｎは、高出力のマルチモード型である。これら半導体レーザ４−１〜４−ｎは、それぞれ積層構造の各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに各レーザ発光領域６−１〜６−ｎを有する。なお、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎが形成された各レーザ発光領域６−１〜６−ｎは、図３中における各半導体レーザ４−１〜４−ｎの上方に示す。
【００１５】
各半導体レーザ４−１〜４−ｎの各レーザ発光領域６−１〜６−ｎは、例えばシングルモード型の半導体レーザのレーザ発光領域よりも各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向が長い。例えば、マルチモード型の半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向の各レーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さは例えば５０〜２００μｍであり、シングルモード型の半導体レーザにおけるレーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さ例えば３μｍよりも長い。これにより、マルチモード型の半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、光軸対象型レンズにより結像させると、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向と同一方向に絞り難い特性を有する。
【００１６】
図４（ａ）（ｂ）は各半導体レーザ４−１〜４−ｎのうち半導体レーザ４−１から出力される半導体レーザビーム７−１をコリメータレンズ８−１により絞ったときのプロファイルの大きさを示し、同図（ａ）はｐｎ接合面５−１の方向から見たプロファイルを示し、同図（ｂ）はｐｎ接合面５−１に対して垂直方向から見たプロファイルを示す。コリメータレンズ８−１は、半導体レーザビーム７−１を同図（ａ）に示すようにｐｎ接合面５−１の方向ｆに対して垂直方向ｇに絞り、かつ同図（ｂ）に示すようにｐｎ接合面５−１の方向ｆと同一方向に絞り難い特性を有する。
【００１７】
しかるに、ライン光源２において各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、図３に示すように各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの各方向ｆを一致させて設けられている。なお、実際には各半導体レーザ４−１〜４−ｎをそれぞれレーザチップで用いる。
【００１８】
複数のコリメータレンズ（結像レンズ）８−１〜８−ｎが各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの光路上に設けられている。これらコリメータレンズ８−１〜８−ｎは、それぞれ各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを感熱記録媒体１の記録面上に結像する。これらコリメータレンズ８−１〜８−ｎは、アナモフィックでなく光軸対称である。
【００１９】
強度均一化光学系としての複数のシリンドリカルレンズ（アナモフィックレンズ）９−１〜９−ｎが各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの光路上に設けられている。これらシリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの光路上にそれぞれ設けられている。これらシリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、各半導体レーザ４−１〜４−ｎの並び方向に屈折パワーを有する。しかるに、これらシリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、感熱記録媒体１の記録面上において各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの一部、すなわち各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同方向における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの各端部同士を互いに重ね合わせ、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを方向ｆにディフォーカスし、感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎによる強度分布を各半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆ、換言すれば各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。
【００２０】
次に、上記の如く構成された光源によるベタ発色の動作について説明する。
各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、それぞれ各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを出力する。これら半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、それぞれ各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより絞られて感熱記録媒体１の記録面上に結像する。
このとき、各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、マルチモード型であり、これら半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像させると、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向と同一方向に絞り難い特性を有する。従って、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇに絞られ、かつｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同一方向に殆ど絞られない。
【００２１】
これら各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、それぞれ各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同方向における各端部同士が互いに重ね合わされ、かつ方向ｆにディフォーカスされた略均一なライン状のレーザビームに形成されて感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００２２】
この感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの強度分布は、図３に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆ、すなわち各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。このときの感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００２３】
ローラ３は、感熱記録媒体１を保持して例えば矢印Ａ方向に搬送するので、この搬送される感熱記録媒体１の記録面上にライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎが照射されることにより感熱記録媒体１の記録面の全面は、例えばベタ黒に発色される。
【００２４】
このように上記第１の実施の形態によれば、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの各方向ｆを一致させて各半導体レーザ４−１〜４−ｎを設け、これら半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上に結像し、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成する。これにより、各半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆ、すなわち各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向にレーザパワーを略均一化したライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを形成できる。この結果、感熱記録媒体１の記録面の全面を例えばベタ黒に発色できる。又、各半導体レーザ４−１〜４−ｎを用いることにより外気温に影響されずに安定して感熱記録媒体１の記録面の全面を略均一にベタ発色できる。
【００２５】
感熱記録媒体１は、消色温度が発色温度よりも低く、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎ等の光による記録では、先ずベタ発色し、この後に各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを感熱記録媒体１の記録面上にスキャンさせて消色する方法を採用する方が各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのエネルギーが低くでき、或いは同じエネルギーであれば感熱記録媒体１の搬送スヒードを速くすることができる。このような事から先ず、感熱記録媒体１の記録面全面を安定してベタ発色することが必要である。本ライン光源２は、かかる要求に応じて感熱記録媒体１の記録面全面を安定してベタ発色することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図５は非接触光書き込み装置に用いるライン光源２の外観構成図を示す。本実施の形態の上記第１の実施の形態と相違するところは、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎに代えて例えば１枚のレンチキュラーレンズ１０を用いた点である。このレンチキュラーレンズ１０は、カマボコ形の微小な複数のレンズを形成している。このレンチキュラーレンズ１０は、各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの全ての進行領域をカバーするサイズに形成されている。このレンチキュラーレンズ１０は、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成する。
【００２７】
このようなライン光源２であれば、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、レンチキュラーレンズ１０によって感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成され、感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００２８】
感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの強度分布は、図５に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。このときの感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、上記第１の実施の形態により得られるレーザパワーよりも均一化されている。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００２９】
このように上記第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、レンチキュラーレンズ１０を用いることによって各半導体レーザ４−１〜４−ｎの個数に対応した個数の各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎを設ける必要が無く、かつ各半導体レーザ４−１〜４−ｎに対する各コリメータレンズ８−１〜８−ｎと各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎとの光軸調整をする必要もない。レンチキュラーレンズ１０は、屈折パワーの方向のみを合わせればどこに配置してもよく、光軸調整等が不要である。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図６は非接触光書き込み装置に用いるライン光源２の外観構成図を示す。本実施の形態の上記第１の実施の形態と相違するところは、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎに代えて例えば１枚の光学素子１１を用いた点である。この光学素子１１は、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向、すなわち各半導体レーザ４−１〜４−ｎの各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにのみ一次元方向に拡散する。この光学素子１１は、例えば回折格子又は拡散板である。
【００３１】
このようなライン光源２であれば、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、光学素子１１によって感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆのみの一次元方向に拡散されて略均一なライン状のレーザビームに形成され、感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００３２】
感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの強度分布は、図６に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。このときの感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、上記第１の実施の形態により得られるレーザパワーよりも均一化されている。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００３３】
このように上記第３の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、光学素子１１を用いることによって上記第２の実施の形態と同様に、各半導体レーザ４−１〜４−ｎの個数に対応した個数の各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎを設ける必要が無く、かつ各半導体レーザ４−１〜４−ｎに対する各コリメータレンズ８−１〜８−ｎと各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎとの光軸調整をする必要もない。光学素子１１は、拡散方向を合わせればどこに配置してもよく、光軸調整等が不要である。
【００３４】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図７は非接触光書き込み装置に用いるライン光源２の外観構成図を示す。アナモフィックな円柱状のレンズ（ロッドレンズ）１２が各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの進行光路上に設けられている。このロッドレンズ１２は、感熱記録媒体１の記録面上において各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの一部を重ね合わせ、感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎによる強度分布を各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。
【００３５】
図８（ａ）（ｂ）は各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎをロッドレンズ１２により絞ったときのプロファイルの大きさを示し、同図（ａ）は各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向から見たプロファイルを示し、同図（ｂ）は各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに対して垂直方向から見たプロファイルを示す。ロッドレンズ１２は、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを同図（ａ）に示すように各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇに絞る、例えば感熱記録媒体１の記録面上において１００μｍに絞る。ロッドレンズ１２は、同図（ｂ）に示すように各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同一方向に絞る作用を有しない。各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに例えば３ｍｍ以上のライン状のレーザビームに形成される。なお、図９（ａ）（ｂ）はロッドレンズ１２により絞られた各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーを示す。これら半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、発色閾値以上を有する。
【００３６】
このようなライン光源２であれば、各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、ロッドレンズ１２によって各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇに絞られると共に、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同一方向に絞ることをしない。これにより、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇにのみに絞られた一次元方向に略均一なライン状のレーザビームに形成され、感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００３７】
感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを合わせた強度分布は、図１０に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化され、かつレーザパワーＰは、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの各個別のレーザパワーＪよりも大きくなり、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００３８】
このように上記第４の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、ロッドレンズ１２を用いることによって上記第２の実施の形態と同様に、各半導体レーザ４−１〜４−ｎの個数に対応した個数の各コリメータレンズ８−１〜８−ｎ及び各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎを設ける必要が無く、かつ各半導体レーザ４−１〜４−ｎに対する各コリメータレンズ８−１〜８−ｎと各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎとの光軸調整をする必要もない。
【００３９】
次に、上記各実施の形態に用いる各半導体レーザ４−１〜４−ｎについて説明する。
マルチモード型の各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに平行な方向に各レーザ発光領域６−１〜６−ｎが細長く生じる。これらレーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さは、例えば５０〜２００μｍ程度であり、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに対して垂直方向の各レーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さ数μｍに対して１０倍以上の長さを有する。これにより、通常の軸対称光学系を用いた場合での結像位置における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのビーム径は、各レーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さに各コリメータレンズ８−１〜８−ｎによる結像倍率を掛けた大きさになる。しかるに、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、感熱記録媒体１の搬送方向Ａに対して集光され、かつ搬送方向Ａに対して垂直方向に拡散された１次元状のラインのレーザビームに形成する必要がある。このような場合、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのプロファイルがそのライン状のレーザビームのライン方向に長くなるように各半導体レーザ４−１〜４−ｎを配置すれば、エネルギー利用効率は高くなる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上記第４の実施の形態においてロッドレンズ１２を用いたが、これに限らず、例えば１つのシリンドリカルレンズに代えることも可能である。このシリンドリカルレンズ及び上記実施の形態に用いた各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、両面が円筒形状又は一面が円筒形状に形成されたものを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るライン光源の第１の実施の形態を適用した非接触光書き込み装置の概観図。
【図２】同光源によりベタ発色させる感熱記録媒体の記録・消去特性を示す図。
【図３】同光源の構成図。
【図４】同光源における半導体レーザから出力される半導体レーザビームをコリメータレンズにより絞ったときのプロファイルの大きさを示す図。
【図５】本発明に係るライン光源の第２の実施の形態の構成図。
【図６】本発明に係るライン光源の第３の実施の形態の構成図。
【図７】本発明に係るライン光源の第４の実施の形態の構成図。
【図８】同光源におけるロッドレンズにより絞られた半導体レーザビームのプロファイルを示す図。
【図９】同光源におけるロッドレンズにより絞られた半導体レーザビームのレーザパワーを示す図。
【図１０】同光源におけるロッドレンズにより絞られた各半導体レーザビームを合わせたレーザパワーを示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１：感熱記録媒体、２：ライン光源、３：ローラ、４−１〜４−ｎ：半導体レーザ、５−１〜５−ｎ：ｐｎ接合面、６−１〜６−ｎ：レーザ発光領域、７−１〜７−ｎ：半導体レーザビーム、８−１〜８−ｎ：コリメータレンズ（結像レンズ）、９−１〜９−ｎ：シリンドリカルレンズ、１０：レンチキュラーレンズ、１１：光学素子（回折格子又は拡散板）、１２：ロッドレンズ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置を直接接触することなく、非接触で感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色するライン光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロイコ染料系、ジアゾ化合物系感熱材料を利用した感熱記録方式や、特定温度で発色と消色とを繰り返すことを可能とする可逆性の感熱記録紙等が存在する。この感熱記録紙は、例えばサーマルヘッド等の加熱装置を用いて加熱されて発色、消色される。このような感熱記録紙に対する記録方式には、例えばサーマルヘッド等の記録ヘッドを直接接触させる方式がある。
【０００３】
感熱記録紙を用いた情報記録の技術としては、例えば特許文献１、２がある。特許文献１は、可逆性感熱記録媒体の画像の書き換えの際に、残像（発色むら）の無い良好な記録画像を得る初期化方法及び書き換え方法並びにその装置に関し、加熱温度又は加熱後の冷却速度の違いにより発色又は消色する可逆性感熱記録媒体の全面或いは記録領域をサーマルヘッドにより発色温度に加熱して発色させて記録層を均一化する操作を施すことを開示する。
【０００４】
特許文献２は、複数の発光点を有するマルチキャビティーレーザチップを複数個並べて固定したレーザダイオードアレイを開示する。すなわち、特許文献２は、複数のマルチキャビティーレーザチップをそれぞれの活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設し、集光光学系は、発光点の並び方向の開口径を当該並び方向に垂直な方向の開口径よりも小さく形成し、各マルチキャビティーレーザチップ毎に設けられた複数のコリメータレンズ及びこれらコリメータレンズにより平行化された複数のレーザビームをそれぞれ集光してマルチモード光ファイバーの端面で収束する集光レンズにより構成される合波レーザ装置を開示する。又、特許文献２は、レーザダイオードアレイの発光点側からシリンドリカルレンズ、結像レンズを配置することを開示する。
【特許文献１】特開２００１−３４１４２９号公報
【特許文献１】特開２００３−１５８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１は、可逆性感熱記録媒体の発色条件の一つである発色温度まで加熱についてサーマルヘッド等の接触式ヘッドに頼り、もう一つの条件である急冷について室温と発色温度との差により生じる自然冷却によって実現しているため、外気温が高くなると自然冷却により要する時間が延び、発色濃度に差が生じる。
【０００６】
特許文献２は、シリンドリカルレンズの屈折パワーの方向がマルチキャビティーレーザチップの並び方向でなく、マルチキャビティーレーザチップの並び方向に対して垂直な方向であり、マルチキャビティーレーザチップの並び方向のパワー分布が中心ほど高いガウス分布となる上、結像レンズの配置により決まるサイズ以上にライン長を長くできない。
【０００７】
可逆性の感熱記録媒体に情報を記録する際には、感熱記録媒体の全面を均一に発色、例えばベタ黒等に発色し、この後に情報の記録を行う。一方、感熱記録媒体に対する記録方式には、例えばサーマルヘッド等の記録ヘッドを直接接触させる方式がある。この方式では、記録ヘッドを直接感熱記録媒体に接触させるため、記録ヘッドの磨耗、汚れ等が生じ易く、かつ感熱記録媒体の記録面が擦れて汚れたり、付着物によるショートや過剰な電力供給等による記録ヘッドの寿命を縮めることを引き起こす。このため、感熱記録媒体を非接触で均一に発色する方法が採られる。この方法としては、エネルギー分布の略均一な線状光源（ライン光源）が必要になるが、このようなライン光源は、特許文献１、２から実現できない。
【０００８】
ライン光源は、例えば複数の半導体レーザを一方向に並べることにより構成できる。しかしながら、半導体レーザから出力される半導体レーザビームのエネルギー分布は、ガウス分布を示す。このため、複数の半導体レーザからそれぞれ出力される各半導体レーザビームにより形成される線状のプロファイルのレーザビームは、複数の半導体レーザの並べ方に応じた縞模様になる。
【０００９】
本発明の目的は、複数の半導体レーザビームによるライン方向の強度分布を均一化し、感熱記録媒体を非接触で均一に発色できるライン光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、一方向に搬送され、少なくとも感熱記録を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色させる或いは消色させるライン光源において、感熱記録媒体の媒体面内において感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配列され、それぞれ半導体レーザビームを出力する複数の半導体レーザと、複数の半導体レーザから出力される各半導体レーザビームをそれぞれ感熱記録媒体の記録面上に結像する複数の結像レンズと、感熱記録媒体の記録面上において複数の結像レンズにより結像された各半導体レーザビームの一部を重ね合わせ、感熱記録媒体の記録面上における各半導体レーザビームによる強度分布を複数の半導体レーザの配列方向に均一化する強度均一化光学系とを具備する非接触光書き込み装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の半導体レーザビームによるライン方向の強度分布を均一化し、感熱記録媒体を非接触で均一に発色できるライン光源を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は非接触光書き込み装置に用いるライン光源の外観構成図を示す。感熱記録媒体１は、特定温度の加熱制御により発色と消色とを繰り返し、感熱記録、感熱消去を可能とするリライタブルな可逆性の媒体である。この感熱記録媒体１は、図２に示すように融点１８０℃以上をかけると印字層中に存在する染料と顕色剤とが溶け合った状態になり、この状態から急冷することにより染料と顕色剤とが混ざり合ったまま結晶化して発色する。この感熱記録媒体１は、ゆっくり冷却すると、染料と顕色剤とがそれぞれ結晶化するので、発色状態を保てず、消去状態になる。さらに、感熱記録媒体１は、染料と顕色剤との融点以下でもある一定時間の加熱により染料と顕色剤とが徐々に分離して結晶化し、消去状態となる温度域、例えば約１３０℃〜１７０℃程度もある。
【００１３】
ライン光源２とローラ３とが対向配置されている。ライン光源２は、上方側に設けられ、ローラ３は下方側に設けられている。ローラ３は、感熱記録媒体１を保持して例えば矢印Ａ方向に搬送する。なお、感熱記録媒体１は、搬送ベルトＢ上に載置されて搬送される。
【００１４】
図３はライン光源２の構成図を示す。このライン光源２は、感熱記録媒体１に情報を記録する直前に、感熱記録媒体１の全面を非接触で均一に発色（ベタ発色）或いは既に記録した画像がある場合には均一に消色（ベタ消色）、例えばベタ黒に発色或いはベタ消色させる。このライン光源２は、複数の半導体レーザ４−１〜４−ｎを備える。これら半導体レーザ４−１〜４−ｎは、高出力のマルチモード型である。これら半導体レーザ４−１〜４−ｎは、それぞれ積層構造の各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに各レーザ発光領域６−１〜６−ｎを有する。なお、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎが形成された各レーザ発光領域６−１〜６−ｎは、図３中における各半導体レーザ４−１〜４−ｎの上方に示す。
【００１５】
各半導体レーザ４−１〜４−ｎの各レーザ発光領域６−１〜６−ｎは、例えばシングルモード型の半導体レーザのレーザ発光領域よりも各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向が長い。例えば、マルチモード型の半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向の各レーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さは例えば５０〜２００μｍであり、シングルモード型の半導体レーザにおけるレーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さ例えば３μｍよりも長い。これにより、マルチモード型の半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、光軸対象型レンズにより結像させると、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向と同一方向に絞り難い特性を有する。
【００１６】
図４（ａ）（ｂ）は各半導体レーザ４−１〜４−ｎのうち半導体レーザ４−１から出力される半導体レーザビーム７−１をコリメータレンズ８−１により絞ったときのプロファイルの大きさを示し、同図（ａ）はｐｎ接合面５−１の方向から見たプロファイルを示し、同図（ｂ）はｐｎ接合面５−１に対して垂直方向から見たプロファイルを示す。コリメータレンズ８−１は、半導体レーザビーム７−１を同図（ａ）に示すようにｐｎ接合面５−１の方向ｆに対して垂直方向ｇに絞り、かつ同図（ｂ）に示すようにｐｎ接合面５−１の方向ｆと同一方向に絞り難い特性を有する。
【００１７】
しかるに、ライン光源２において各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、図３に示すように各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの各方向ｆを一致させて設けられている。なお、実際には各半導体レーザ４−１〜４−ｎをそれぞれレーザチップで用いる。
【００１８】
複数のコリメータレンズ（結像レンズ）８−１〜８−ｎが各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの光路上に設けられている。これらコリメータレンズ８−１〜８−ｎは、それぞれ各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを感熱記録媒体１の記録面上に結像する。これらコリメータレンズ８−１〜８−ｎは、アナモフィックでなく光軸対称である。
【００１９】
強度均一化光学系としての複数のシリンドリカルレンズ（アナモフィックレンズ）９−１〜９−ｎが各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの光路上に設けられている。これらシリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの光路上にそれぞれ設けられている。これらシリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、各半導体レーザ４−１〜４−ｎの並び方向に屈折パワーを有する。しかるに、これらシリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、感熱記録媒体１の記録面上において各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの一部、すなわち各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同方向における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの各端部同士を互いに重ね合わせ、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを方向ｆにディフォーカスし、感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎによる強度分布を各半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆ、換言すれば各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。
【００２０】
次に、上記の如く構成された光源によるベタ発色の動作について説明する。
各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、それぞれ各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを出力する。これら半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、それぞれ各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより絞られて感熱記録媒体１の記録面上に結像する。
このとき、各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、マルチモード型であり、これら半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像させると、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向と同一方向に絞り難い特性を有する。従って、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇに絞られ、かつｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同一方向に殆ど絞られない。
【００２１】
これら各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、それぞれ各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同方向における各端部同士が互いに重ね合わされ、かつ方向ｆにディフォーカスされた略均一なライン状のレーザビームに形成されて感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００２２】
この感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの強度分布は、図３に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆ、すなわち各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。このときの感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００２３】
ローラ３は、感熱記録媒体１を保持して例えば矢印Ａ方向に搬送するので、この搬送される感熱記録媒体１の記録面上にライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎが照射されることにより感熱記録媒体１の記録面の全面は、例えばベタ黒に発色される。
【００２４】
このように上記第１の実施の形態によれば、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの各方向ｆを一致させて各半導体レーザ４−１〜４−ｎを設け、これら半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上に結像し、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎにより感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成する。これにより、各半導体レーザ４−１〜４−ｎにおける各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆ、すなわち各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向にレーザパワーを略均一化したライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを形成できる。この結果、感熱記録媒体１の記録面の全面を例えばベタ黒に発色できる。又、各半導体レーザ４−１〜４−ｎを用いることにより外気温に影響されずに安定して感熱記録媒体１の記録面の全面を略均一にベタ発色できる。
【００２５】
感熱記録媒体１は、消色温度が発色温度よりも低く、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎ等の光による記録では、先ずベタ発色し、この後に各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを感熱記録媒体１の記録面上にスキャンさせて消色する方法を採用する方が各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのエネルギーが低くでき、或いは同じエネルギーであれば感熱記録媒体１の搬送スヒードを速くすることができる。このような事から先ず、感熱記録媒体１の記録面全面を安定してベタ発色することが必要である。本ライン光源２は、かかる要求に応じて感熱記録媒体１の記録面全面を安定してベタ発色することができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図５は非接触光書き込み装置に用いるライン光源２の外観構成図を示す。本実施の形態の上記第１の実施の形態と相違するところは、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎに代えて例えば１枚のレンチキュラーレンズ１０を用いた点である。このレンチキュラーレンズ１０は、カマボコ形の微小な複数のレンズを形成している。このレンチキュラーレンズ１０は、各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの全ての進行領域をカバーするサイズに形成されている。このレンチキュラーレンズ１０は、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成する。
【００２７】
このようなライン光源２であれば、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、レンチキュラーレンズ１０によって感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにディフォーカスして略均一なライン状のレーザビームに形成され、感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００２８】
感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの強度分布は、図５に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。このときの感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、上記第１の実施の形態により得られるレーザパワーよりも均一化されている。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００２９】
このように上記第２の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、レンチキュラーレンズ１０を用いることによって各半導体レーザ４−１〜４−ｎの個数に対応した個数の各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎを設ける必要が無く、かつ各半導体レーザ４−１〜４−ｎに対する各コリメータレンズ８−１〜８−ｎと各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎとの光軸調整をする必要もない。レンチキュラーレンズ１０は、屈折パワーの方向のみを合わせればどこに配置してもよく、光軸調整等が不要である。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図６は非接触光書き込み装置に用いるライン光源２の外観構成図を示す。本実施の形態の上記第１の実施の形態と相違するところは、各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎに代えて例えば１枚の光学素子１１を用いた点である。この光学素子１１は、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向、すなわち各半導体レーザ４−１〜４−ｎの各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆにのみ一次元方向に拡散する。この光学素子１１は、例えば回折格子又は拡散板である。
【００３１】
このようなライン光源２であれば、各コリメータレンズ８−１〜８−ｎにより結像されたライン状の各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、光学素子１１によって感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆのみの一次元方向に拡散されて略均一なライン状のレーザビームに形成され、感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００３２】
感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの強度分布は、図６に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。このときの感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、上記第１の実施の形態により得られるレーザパワーよりも均一化されている。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００３３】
このように上記第３の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、光学素子１１を用いることによって上記第２の実施の形態と同様に、各半導体レーザ４−１〜４−ｎの個数に対応した個数の各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎを設ける必要が無く、かつ各半導体レーザ４−１〜４−ｎに対する各コリメータレンズ８−１〜８−ｎと各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎとの光軸調整をする必要もない。光学素子１１は、拡散方向を合わせればどこに配置してもよく、光軸調整等が不要である。
【００３４】
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
図７は非接触光書き込み装置に用いるライン光源２の外観構成図を示す。アナモフィックな円柱状のレンズ（ロッドレンズ）１２が各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの進行光路上に設けられている。このロッドレンズ１２は、感熱記録媒体１の記録面上において各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの一部を重ね合わせ、感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎによる強度分布を各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化する。
【００３５】
図８（ａ）（ｂ）は各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力される各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎをロッドレンズ１２により絞ったときのプロファイルの大きさを示し、同図（ａ）は各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向から見たプロファイルを示し、同図（ｂ）は各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに対して垂直方向から見たプロファイルを示す。ロッドレンズ１２は、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを同図（ａ）に示すように各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇに絞る、例えば感熱記録媒体１の記録面上において１００μｍに絞る。ロッドレンズ１２は、同図（ｂ）に示すように各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同一方向に絞る作用を有しない。各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに例えば３ｍｍ以上のライン状のレーザビームに形成される。なお、図９（ａ）（ｂ）はロッドレンズ１２により絞られた各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーを示す。これら半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのレーザパワーは、発色閾値以上を有する。
【００３６】
このようなライン光源２であれば、各半導体レーザ４−１〜４−ｎから出力された各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、ロッドレンズ１２によって各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇに絞られると共に、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆと同一方向に絞ることをしない。これにより、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、感熱記録媒体１の記録面上において各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎの方向ｆに対して垂直方向ｇにのみに絞られた一次元方向に略均一なライン状のレーザビームに形成され、感熱記録媒体１の記録面上に照射される。
【００３７】
感熱記録媒体１の記録面上における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎを合わせた強度分布は、図１０に示すように各半導体レーザ４−１〜４−ｎの配列方向に均一化され、かつレーザパワーＰは、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎの各個別のレーザパワーＪよりも大きくなり、感熱記録媒体１の記録面上の温度を発色温度以上にする発色閾値以上のパワーを有する。この結果、感熱記録媒体１の記録面上には、例えばベタ黒のライン状の記録線Ｌが発色する。
【００３８】
このように上記第４の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することは言うまでもなく、ロッドレンズ１２を用いることによって上記第２の実施の形態と同様に、各半導体レーザ４−１〜４−ｎの個数に対応した個数の各コリメータレンズ８−１〜８−ｎ及び各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎを設ける必要が無く、かつ各半導体レーザ４−１〜４−ｎに対する各コリメータレンズ８−１〜８−ｎと各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎとの光軸調整をする必要もない。
【００３９】
次に、上記各実施の形態に用いる各半導体レーザ４−１〜４−ｎについて説明する。
マルチモード型の各半導体レーザ４−１〜４−ｎは、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに平行な方向に各レーザ発光領域６−１〜６−ｎが細長く生じる。これらレーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さは、例えば５０〜２００μｍ程度であり、各ｐｎ接合面５−１〜５−ｎに対して垂直方向の各レーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さ数μｍに対して１０倍以上の長さを有する。これにより、通常の軸対称光学系を用いた場合での結像位置における各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのビーム径は、各レーザ発光領域６−１〜６−ｎの長さに各コリメータレンズ８−１〜８−ｎによる結像倍率を掛けた大きさになる。しかるに、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎは、感熱記録媒体１の搬送方向Ａに対して集光され、かつ搬送方向Ａに対して垂直方向に拡散された１次元状のラインのレーザビームに形成する必要がある。このような場合、各半導体レーザビーム７−１〜７−ｎのプロファイルがそのライン状のレーザビームのライン方向に長くなるように各半導体レーザ４−１〜４−ｎを配置すれば、エネルギー利用効率は高くなる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、上記第４の実施の形態においてロッドレンズ１２を用いたが、これに限らず、例えば１つのシリンドリカルレンズに代えることも可能である。このシリンドリカルレンズ及び上記実施の形態に用いた各シリンドリカルレンズ９−１〜９−ｎは、両面が円筒形状又は一面が円筒形状に形成されたものを用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係るライン光源の第１の実施の形態を適用した非接触光書き込み装置の概観図。
【図２】同光源によりベタ発色させる感熱記録媒体の記録・消去特性を示す図。
【図３】同光源の構成図。
【図４】同光源における半導体レーザから出力される半導体レーザビームをコリメータレンズにより絞ったときのプロファイルの大きさを示す図。
【図５】本発明に係るライン光源の第２の実施の形態の構成図。
【図６】本発明に係るライン光源の第３の実施の形態の構成図。
【図７】本発明に係るライン光源の第４の実施の形態の構成図。
【図８】同光源におけるロッドレンズにより絞られた半導体レーザビームのプロファイルを示す図。
【図９】同光源におけるロッドレンズにより絞られた半導体レーザビームのレーザパワーを示す図。
【図１０】同光源におけるロッドレンズにより絞られた各半導体レーザビームを合わせたレーザパワーを示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１：感熱記録媒体、２：ライン光源、３：ローラ、４−１〜４−ｎ：半導体レーザ、５−１〜５−ｎ：ｐｎ接合面、６−１〜６−ｎ：レーザ発光領域、７−１〜７−ｎ：半導体レーザビーム、８−１〜８−ｎ：コリメータレンズ（結像レンズ）、９−１〜９−ｎ：シリンドリカルレンズ、１０：レンチキュラーレンズ、１１：光学素子（回折格子又は拡散板）、１２：ロッドレンズ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に搬送され、少なくとも感熱記録を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色させる或いは消色させるライン光源において、
前記感熱記録媒体の媒体面内において前記感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配列され、それぞれ半導体レーザビームを出力する複数の半導体レーザと、
前記複数の半導体レーザから出力される前記各半導体レーザビームをそれぞれ前記感熱記録媒体の記録面上に結像する複数の結像レンズと、
前記感熱記録媒体の記録面上において前記複数の結像レンズにより結像された前記各半導体レーザビームの一部を重ね合わせ、前記感熱記録媒体の前記記録面上における前記各半導体レーザビームによる強度分布を前記複数の半導体レーザの配列方向に均一化する強度均一化光学系と、
を具備することを特徴とするライン光源。
【請求項２】
前記強度均一化光学系は、前記複数の半導体レーザにそれぞれ対応して設けられた複数のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする請求項１記載のライン光源。
【請求項３】
前記強度均一化光学系は、レンチキュラーレンズを有することを特徴とする請求項１記載のライン光源。
【請求項４】
前記強度均一化光学系は、前記複数の半導体レーザからそれぞれ出力される前記各半導体レーザビームを前記複数の半導体レーザの配列方向に拡散する光学素子を有することを特徴とする請求項１記載のライン光源。
【請求項５】
前記光学素子は、回折格子又は拡散板を有することを特徴とする請求項４記載のライン光源。
【請求項６】
一方向に搬送され、少なくとも感熱記録を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色させる或いは消色させるライン光源において、
前記感熱記録媒体の媒体面内において前記感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配列され、それぞれ半導体レーザビームを出力する複数の半導体レーザと、
前記感熱記録媒体の記録面上において前記複数の半導体レーザから出力された前記各半導体レーザビームの一部を重ね合わせ、前記感熱記録媒体の前記記録面上における前記各半導体レーザビームによる強度分布を前記複数の半導体レーザの配列方向に均一化する円柱状のレンズと、
を具備することを特徴とするライン光源。
【請求項７】
前記複数の半導体レーザは、それぞれ接合面が形成された複数のチップを有し、前記各接合面をそれぞれ前記感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配置することを特徴とする請求項１又は６記載のライン光源。
【請求項１】
一方向に搬送され、少なくとも感熱記録を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色させる或いは消色させるライン光源において、
前記感熱記録媒体の媒体面内において前記感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配列され、それぞれ半導体レーザビームを出力する複数の半導体レーザと、
前記複数の半導体レーザから出力される前記各半導体レーザビームをそれぞれ前記感熱記録媒体の記録面上に結像する複数の結像レンズと、
前記感熱記録媒体の記録面上において前記複数の結像レンズにより結像された前記各半導体レーザビームの一部を重ね合わせ、前記感熱記録媒体の前記記録面上における前記各半導体レーザビームによる強度分布を前記複数の半導体レーザの配列方向に均一化する強度均一化光学系と、
を具備することを特徴とするライン光源。
【請求項２】
前記強度均一化光学系は、前記複数の半導体レーザにそれぞれ対応して設けられた複数のシリンドリカルレンズを有することを特徴とする請求項１記載のライン光源。
【請求項３】
前記強度均一化光学系は、レンチキュラーレンズを有することを特徴とする請求項１記載のライン光源。
【請求項４】
前記強度均一化光学系は、前記複数の半導体レーザからそれぞれ出力される前記各半導体レーザビームを前記複数の半導体レーザの配列方向に拡散する光学素子を有することを特徴とする請求項１記載のライン光源。
【請求項５】
前記光学素子は、回折格子又は拡散板を有することを特徴とする請求項４記載のライン光源。
【請求項６】
一方向に搬送され、少なくとも感熱記録を可能とするリライタブルな感熱記録媒体の全面を非接触で均一に発色させる或いは消色させるライン光源において、
前記感熱記録媒体の媒体面内において前記感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配列され、それぞれ半導体レーザビームを出力する複数の半導体レーザと、
前記感熱記録媒体の記録面上において前記複数の半導体レーザから出力された前記各半導体レーザビームの一部を重ね合わせ、前記感熱記録媒体の前記記録面上における前記各半導体レーザビームによる強度分布を前記複数の半導体レーザの配列方向に均一化する円柱状のレンズと、
を具備することを特徴とするライン光源。
【請求項７】
前記複数の半導体レーザは、それぞれ接合面が形成された複数のチップを有し、前記各接合面をそれぞれ前記感熱記録媒体の搬送方向に対して垂直方向に配置することを特徴とする請求項１又は６記載のライン光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１３７２４３（Ｐ２００８−１３７２４３Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２４９５８（Ｐ２００６−３２４９５８）
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]