VCSEL-ROS

リアル2,400dpi高画質を実現する面発光レーザー走査技術

カラーゼログラフィーでオフセット印刷に迫る高画質を実現するには、さまざまな課題を克服する必要がありました。中でも困難だったのが解像度を上げるための光学スキャン用レーザーの多ビーム化と素子の高密度集積でした。

富士フイルムビジネスイノベーションは、この難題を独自技術である面発光型半導体レーザーVCSEL（ヴィクセル）で解決しました。VCSELを光源としたROS(Raster Output Scanner、画像書き込み部)を採用することで、1スキャン32本のマルチビーム化に成功し、カラーレーザープリントで、初の2,400dpiを実現しました。

これまでの標準的な600dpi画像で1ドットだった大きさに、4本のビームを当てることで、4倍の解像度（=2,400dpi)を生み出します。さらに、それを同時に8組のビーム群がスキャンできるので、毎分100枚以上の高速印刷も可能としました。加えて、最新の高性能画像処理 ASIC（Application Specific Integrated Circuit）を搭載、発光点の配置や各ビームの光量、印字タイミングのコントロールにより、印刷機に迫る高画質印刷を実現しました。

VCSEL（ヴィクセル）とは

Vertical Cavity Surface Emitting Laser＝垂直共振器型面発光レーザーをVCSELと呼びます。従来の半導体レーザー（端面発光レーザー）は、半導体基板の端面に反射鏡があり、基板に対して平行方向に光を出射します。一方VCSELでは基板に対して垂直方向に反射鏡があり、この向きに光が出射します。

端面発光レーザー(左)とVCSEL(右)の構造とレーザー光出射方向の比較図

VCSELの利点

VCSELは端面発光レーザーに比べ、次のような利点があります。

• 低コスト
  反射鏡として機能する端面の形成に必要だった「へき開（材料の結晶面に沿って割ること）」工程が不要となり、またウエハー状態で良否判定が可能であることから、製造コストの大幅削減に繋がります。
• 低消費電力
  消費電流が一桁小さいことに加え、発光効率が高いことから低消費電力で動作します。
• 2次元化が容易
  端面発光レーザーでは不可能だった発光点の2次元配列化が容易で、多ビーム化に対応できます。
• 高速変調が可能
  発光領域の体積が二桁小さいことから10GHzを優に超える高速変調が可能です。