JP2011086794A - 光デバイス、光走査装置、画像形成装置、光伝送モジュール及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】高コスト化を招くことなく、戻り光の影響を低減することができる光デバイスを提供する。
【解決手段】 レーザチップ１１０と、周囲が壁で囲まれている空間領域１２１の底面上にレーザチップ１１０を保持するパッケージ部材１２０と、レーザチップ１１０の射出面に平行に配置され、空間領域１２１を密閉するカバーガラス１４０と、空間領域１２１内に、前記射出面に対して傾斜して配置された１／４波長板１５０とを有している。この場合は、レーザチップ１１０から射出され、１／４波長板１５０の表面で反射された光束が、レーザチップ１１０に戻るのを抑制することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、光デバイス、光走査装置、画像形成装置、光伝送モジュール及び光伝送システムに係り、更に詳しくは、光を射出する光デバイス、該光デバイスを有する光走査装置、該光走査装置を備える画像形成装置、前記光デバイスを有する光伝送モジュール及び該光伝送モジュールを備える光伝送システムに関する。

面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）は、基板に垂直な方向にレーザ光を射出することができることから、複数の発光部を同一基板上に２次元的に配列して集積（２次元アレイ化）することが容易であり、並列光インターコネクション用光源、及び電子写真システムの書き込み用光源として注目されている。

特に、２次元アレイ化した面発光レーザアレイは、各発光部の高い位置精度と、円形の出射ビーム形状が得られることから、電子写真システムの書き込み用光源に好適である。

面発光レーザは、研究が開始された当初、反射鏡に用いられている半導体ＤＢＲの反射率の高さから、戻り光に対する耐性が高いと考えられていたが、戻り光側から見ると共振器構造体との組み合わせによって共振波長付近では反射率が低下するため、戻り光に対する耐性が端面発光型の半導体レーザに比べて特別高いわけではないことがわかってきた。

そこで、面発光レーザにおいても、戻り光が悪影響を及ぼすような用途では、端面発光型の半導体レーザと同様に、戻り光対策が必要となる。

特に、高画質が要求される電子写真システムの書き込み用光源のように、戻り光に敏感な用途では、面発光レーザチップをパッケージ内に密封するためのパッケージガラスからの戻り光も無視することができなくなり、パッケージガラスからの戻り光対策が必要となった。

例えば、特許文献１には、四分の一波長板を、半導体レーザ装置パッケージ内または出射窓部に設け、パッケージ内からの半導体レーザ出射ビームの偏光方向を直線偏光から円偏光に変換する半導体レーザ装置が開示されている。

また、特許文献２には、パッケージ・ベース、カバー、検出素子、及びＶＣＳＥＬ構成部品を備える光センサ構成部品が開示されている。そして、アパーチャを有するカバーの上の面は、カバーのベースに対して傾斜しており、アパーチャ内あるいはアパーチャ上には、偏光要素が配置されている。

しかしながら、特許文献１に開示されている半導体レーザ装置では、波長板の表面からの戻り光については何ら考慮されていなかった。

また、特許文献２に開示されている光センサ構成部品では、一般的なメタルパッケージが使用されており、端子数が多い面発光レーザアレイには対応が困難であった。

ところで、積層セラミックパッケージはその製法上、傾斜したガラス板や波長板でパッケージを封止することは困難であった。

もちろん、ガラス板や波長板を傾斜させて保持するための特殊な部品を使用したり、ガラス板の封止性能を犠牲にすれば、傾斜したガラス板や波長板を設けることは可能であるが、高コスト化や気密性能の低下を伴うため、これらの方法は安易に採用できる方法ではない。

すなわち、ガラス板や波長板によって封止される積層セラミックパッケージにおいて、その構造や封止性能を大きく変えることなく、ガラス板や波長板からの戻り光を考慮した構成はこれまで開示されていなかった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化を招くことなく、戻り光の影響を低減することができる光デバイスを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、高コスト化を招くことなく、高精度の光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の第４の目的は、高コスト化を招くことなく、高品質の光信号を生成することができる光伝送モジュールを提供することにある。

また、本発明の第５の目的は、高コスト化を招くことなく、高品質の光伝送を行うことができる光伝送システムを提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、同一基板上に複数の発光部が形成されている面発光レーザアレイと、周囲が壁で囲まれている領域の底面上に前記面発光レーザアレイを保持するセラミックパッケージ部材と、前記壁と底面とで囲まれている領域を密閉するガラス板とを備える光デバイスにおいて、前記ガラス板は、前記面発光レーザアレイにおけるレーザ光の射出面に平行であり、前記壁と底面とで囲まれている領域内に、前記射出面に対して傾斜して配置された１／４波長板を更に備えることを特徴とする光デバイスである。

これによれば、高コスト化を招くことなく、戻り光の影響を低減することができる。

本発明は、第２の観点からすると、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の光デバイスを有する光源と；前記光源からの光を偏向する偏向器と；前記偏光器で偏向された光を被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。

これによれば、光源が本発明の光デバイスを有しているため、高コスト化を招くことなく、高精度の光走査を行うことができる。

本発明は、第３の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、入力される電気信号に応じた光信号を生成する光伝送モジュールであって、本発明の光デバイスと；前記光デバイスを、前記入力される電気信号に応じて駆動する駆動装置と；を備える光伝送モジュールである。

これによれば、本発明の光デバイスを有しているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の光信号を生成することが可能となる。

本発明は、第５の観点からすると、本発明の光伝送モジュールと；前記光伝送モジュールで生成された光信号を伝達する光伝達媒体と；前記光伝達媒体を介した光信号を電気信号に変換する変換器と；を備える光伝送システムである。

これによれば、本発明の光伝送モジュールを備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の光伝送を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を示す概略図である。 光デバイスを説明するための図（その１）である。 光デバイスを説明するための図（その２）である。 光デバイスを説明するための図（その３）である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 パッケージ部材の平面図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 パッケージ部材の底面におけるパッケージ電極を説明するための図である。 パッケージ部材におけるレーザチップの保持状態を説明するための図である。 レーザチップを説明するための図である。 レーザチップにおける複数の発光部の配列状態を説明するための図である。 １／４波長板の傾斜を説明するための図である。 １対のブロックを説明するための図である。 図１６のＡ−Ａ断面図である。 ブロックの大きさを説明するための図である。 １／４波長板が１対のブロックに保持されている状態を説明するための図である。 図１９のＡ−Ａ断面図である。 レーザチップと１／４波長板の位置関係を説明するための図である。 パッケージ部材の変形例を説明するための図である。 図２２のＡ−Ａ断面図である。 図２２のパッケージ部材における１／４波長板の保持状態を説明するための図である。 カラープリンタの概略構成を示す図である。 光伝送モジュール及び光伝送システムの概略構成を説明するための図である。 図２６における光ファイバケーブルを説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２１を用いて説明する。図１には、一実施形態に係るレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。

通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。

クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。

この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、ポリゴンミラー１３、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング３０の所定位置に組み付けられている。

なお、本明細書では、ＸＹＺ３次元直交座標系において、感光体ドラム１０３０の長手方向に沿った方向をＹ軸方向、各走査レンズ（１１ａ、１１ｂ）の光軸に沿った方向をＸ軸方向として説明する。

また、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

光源１４は、一例として図３〜図８に示される光デバイス１００を含んでいる。

この光デバイス１００は、レーザチップ１１０、該レーザチップ１１０を保持するパッケージ部材１２０、カバーガラス１４０、１／４波長板１５０、及び該１／４波長板１５０を保持する１対のブロック１５５などを有している。

なお、図３は、光デバイス１００の平面図であり、図４は、図３におけるカバーガラス１４０を除いたときの図である。また、図５は、図４における１／４波長板１５０を除いたときの図である。さらに、図６は、図３のＡ−Ａ断面図であり、図７は、図３のＢ−Ｂ断面図であり、図８は、図３のＣ−Ｃ断面図である。

パッケージ部材１２０は、いわゆる積層セラミックパッケージであり、その＋Ｘ側には、図９及び図１０に示されるように、周囲が壁で囲まれている空間領域１２１を有している。ここでは、図９及び図１０におけるＬ１は３．２ｍｍ、Ｌ２は４ｍｍ、Ｌ３は１０ｍｍ、Ｌ４は１４ｍｍである。また、図１０におけるｔ１は０．５ｍｍ、ｔ２は０．５ｍｍ、ｔ３は０．９ｍｍである。

そして、図１０に示されるように、空間領域１２１の底面には金属板１２８が設けられ、該金属板１２８は、パッケージ部材１２０の−Ｘ側の面に設けられているパッケージ電極１２７と電気的に接続されている。

また、空間領域１２１の壁は、一例として２段の段付構造となっており、その−Ｘ側の段部（１段目の段部）に複数（ここでは、３２個）のパッケージ電極１２６が設けられている。各パッケージ電極１２６は、パッケージ部材１２０の側面を通って−Ｘ側の面に露出している。そして、一例として図１１に示されるように、パッケージ部材１２０の−Ｘ側の面では、中央部にパッケージ電極１２７が位置し、周辺部に複数のパッケージ電極１２６が位置している。なお、図４及び図５では、複数のパッケージ電極１２６の図示を省略している。

レーザチップ１１０は、一例として図１２に示されるように、空間領域１２１の底面のほぼ中央であって、金属板１２８上に保持されている。すなわち、レーザチップ１１０は、周囲が壁で囲まれている領域の底面上に保持されている。

このレーザチップ１１０は、一例として図１３に示されるように、２次元的に配列されている３２個の発光部、及び３２個の発光部の周囲に設けられ、各発光部に対応した３２個の電極パッドを有している。また、各電極パッドは、対応する発光部と配線部材によって電気的に接続されている。ここでは、図１３におけるＬ１１は１．２ｍｍ、Ｌ１２は１．２ｍｍである。また、レーザチップ１１０の厚さは０．３ｍｍである。そして、各電極パッドが、それぞれボンディングワイヤ１１２によって対応するパッケージ電極１２６と電気的に接続されている。

３２個の発光部は、図１４に示されるように、全ての発光部をＺ軸方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しく（図１４では「ｃ」）なるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部の中心間距離をいう。ここでは、一例として、ｃ＝２．６５μｍである。また、Ｙ軸方向に関する発光部間隔（図１４におけるＸ）は３０μｍであり、Ｚ軸方向に関する発光部間隔（図１４におけるｄ）は１８．４μｍである。

ここでは、各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、レーザチップ１１０は、いわゆる面発光レーザアレイである。そして、レーザチップ１１０は、レーザ光の射出面がＹＺ面に平行になるように、そのｎ側電極が、導電性を有する接着剤を用いて、パッケージ部材１２０の金属板１２８に接合されている。

１／４波長板１５０は、空間領域１２１内であって、レーザチップ１１０の＋Ｘ側に配置されている。この１／４波長板１５０は、構造複屈折を利用した長方形状の１／４波長板である。ここでは、１／４波長板１５０は、厚さＴが０．３ｍｍ、長辺の長さが４．５ｍｍ、短辺の長さＬが１ｍｍである。そして、長手方向がＹ軸方向と一致し、長手方向に平行な中心軸まわりに傾斜角θ（ここでは、約１５°）で傾斜している（図１５参照）。

ところで、レーザチップ１１０から射出され、１／４波長板１５０の−Ｘ側の面で反射された戻り光は、レーザチップ１１０の射出面に対して入射角が付与されると、共振波長のシフトにより、共振器構造体の内部への進入を阻止することができる。この共振波長のシフトにより戻り光の影響を無くすには、波長のシフト量が、例えば２ｎｍ（共振波長幅と温度変化による波長シフト分のマージンを持たせた下限値）〜１０ｎｍ（半導体ＤＢＲの帯域幅から決まる上限値）程度となるように、１／４波長板１５０の傾斜角度θを１５°〜３０°程度とすれば良い。

１対のブロック１５５は、それぞれ樹脂成型品であり、一例として図１６に示されるように、空間領域１２１の壁における１段目の段部上に、レーザチップ１１０を間に挟んで、Ｙ軸方向に関して対向して配置されている。各ブロック１５５は、ＸＺ面に平行な断面が、くさび形状の最鋭角部分をカットした形状である。各ブロック１５５の＋Ｘ側の面は、一例として図１７に示されるように、１／４波長板１５０の傾斜角θに対応して、Ｚ軸方向に対して角度θ（ここでは、１５±１°）で傾斜している。ここでは、図１８におけるＬ２１は１ｍｍ、Ｌ２２は０．５ｍｍ、Ｌ２３は０．２ｍｍである。なお、各ブロック１５５の形状は、これに限定されるものではない。１／４波長板１５０が載置される面（保持面）が、Ｚ軸方向に対して角度θで傾斜していれば良い。

図１９及び図２０に示されるように、各ブロック１５５の＋Ｘ側の面上に１／４波長板１５０が載置され、接着剤で固定される。なお、図２０は、図１９のＡ−Ａ断面図である。このときの、１／４波長板１５０とレーザチップ１１０とのＸ軸方向に関する位置関係が、図２１に示されている。ここでは、図２１におけるＬ３１は０．３ｍｍである。

ここでは、レーザチップ１１０の＋Ｘ側の面とカバーガラス１４０の−Ｘ側の面との距離は、約０．６ｍｍであり、その間に１／４波長板１５０が配置されている。すなわち、（Ｔ・ｃｏｓθ＋Ｌ・ｓｉｎθ）の値を０．６ｍｍ未満とすることが可能である。

そして、空間領域１２１の壁の＋Ｘ側の段部（２段目の段部）に、空間領域１２１を密閉するようにカバーガラス１４０がエポキシ樹脂系接着剤で接合されている。これによって、レーザチップ１１０を保護している。ここでは、カバーガラス１４０の表面は、ＹＺ面に平行である。この場合、接着層の厚さや接着幅は従来と同等の値を維持できるので、光デバイス１００の耐湿封止性能は、従来と同程度の性能を確保することができる。

この光デバイス１００は、レーザチップ１１０に駆動電流を供給する光源制御装置（不図示）とともに、回路基板（不図示）に実装されている。

また、光源１４は、Ｘ軸方向に平行な軸回りに回動できるように光学ハウジング３０に取り付けられている。これにより、感光体ドラム１０３０の表面に集光される光束の副走査方向のピッチが所定のピッチとなるように調整することができる。

図２に戻り、カップリングレンズ１５は、光源１４から出力された光束を略平行光とする。

開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束を整形する。

シリンドリカルレンズ１７は、開口板１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。

光源１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、一例として内接円の半径が１８ｍｍの６面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１３は、Ｚ軸方向に平行な軸回りに等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ１１ｂを介した光束が、感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。

ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る光デバイス１００によると、レーザチップ１１０と、周囲が壁で囲まれている空間領域１２１の底面上にレーザチップ１１０を保持するパッケージ部材１２０と、レーザチップ１１０の射出面に平行に配置され、空間領域１２１を密閉するカバーガラス１４０と、空間領域１２１内に、前記射出面に対して傾斜して配置された１／４波長板１５０とを有している。

この場合は、パッケージ部材の構造や封止性能を大きく変えることなく、レーザチップ１１０から射出され、１／４波長板１５０の表面で反射された光束がレーザチップ１１０に悪影響を及ぼすのを抑制することができる。すなわち、高コスト化を招くことなく、戻り光の影響を低減することができる。そこで、高い出力で動作させても、安定した出力を得ることができる。

また、１／４波長板１５０は、長方形の板状部材であり、長手方向に平行な中心軸まわりに傾斜している。この場合は、レーザチップ１１０とカバーガラス１４０との間隔を変更（大きく）することなく、レーザチップ１１０とカバーガラス１４０との間に１／４波長板１５０を傾斜して配置することができる。

また、１／４波長板１５０は、その長手方向の両端近傍が、１対のブロック１５５で保持されており、各ブロック１５５の保持面は、１／４波長板１５０の傾斜角に対応して傾斜している。この場合は、容易に精度良く、１／４波長板１５０を傾斜して配置することができる。

また、１／４波長板１５０は、その長手方向の両端近傍で固定されているため、短辺の長さＬが１ｍｍ程度であっても、十分な接着面積を確保することができる。そして、短辺の長さＬを１ｍｍ程度まで小さくすることが可能なため、傾斜角を変更することなく、（Ｔ・ｃｏｓθ＋Ｌ・ｓｉｎθ）の値を小さくすることができる。

また、１／４波長板１５０は、構造複屈折を利用している。この場合は、１／４波長板１５０の厚さＴを薄くすることができる。そこで、傾斜角を変更することなく、（Ｔ・ｃｏｓθ＋Ｌ・ｓｉｎθ）の値を更に小さくすることができる。

本実施形態に係る光走査装置１０１０は、光源１４が光デバイス１００を有しているため、高コスト化を招くことなく、高い精度の光走査を行うことができる。

また、光源１４が複数の発光部を有しているため、同時に複数の光走査が可能となり、画像形成の高速化を図ることができる。

そして、レーザチップ１１０では、全ての発光部をＺ軸方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しくなるように配置されているため、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上では副走査方向に等間隔で光源が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。

例えば、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム１０３０上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査方向に対応する方向の面発光レーザ数を増加したり、前記ピッチｄを狭くして間隔ｃを更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。

また、この場合には、レーザプリンタ１０００では書きこみドット密度が上昇しても印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。

そして、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能である。

また、光源１４が複数の発光部を有しているため、画像の高密度化を図ることができる。

なお、上記実施形態において、前記パッケージ部材１２０に代えて、一例として図２２及び図２３に示されるパッケージ部材１２０Ａを用いても良い。このパッケージ部材１２０Ａでは、一例として図２４に示されるように、１／４波長板１５０の長手方向の一側の端部近傍が、空間領域の壁の段部に支持されている。この場合は、前記１対のブロック１５５は不要である。

この場合は、１／４波長板１５０の傾斜角を厳密に規定することは困難であるが、１／４波長板１５０の傾斜角を１５°〜３０°の範囲内とするのは容易である。

また、上記実施形態では、レーザチップ１１０が３２個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、レーザチップ１１０の各発光部の発振波長が７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限定されるものではない。感光体の特性に応じて、発光部の発振波長を変更しても良い。

また、上記実施形態では、光デバイス１００が、複数の発光部が２次元配列されているレーザチップ１１０を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光デバイス１００が、前記レーザチップ１１０に代えて、複数の発光部が１次元配列されているレーザチップを有していても良い。

また、上記実施形態では、１／４波長板１５０が、構造複屈折を利用した１／４波長板である場合について説明したが、これに限定されるものではない。レーザチップ１１０とカバーガラス１４０との間に、傾斜角θで配置できれば良い。

また、上記実施形態における各寸法は一例であり、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば良い。

例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、例えば、図２５に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。

このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用のステーション（感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６）と、シアン用のステーション（感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６）と、マゼンタ用のステーション（感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６）と、イエロー用のステーション（感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６）と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。

各感光体ドラムは、図２５中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットがそれぞれ配置されている。

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光走査が行われ、各感光体ドラムに潜像が形成される。

そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が順次転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。

光走査装置２０１０は、前記光源１４と同様な光源を色毎に有している。従って、前記光走査装置１０１０と同様な効果を得ることができる。

そして、カラープリンタ２０００は、前記レーザプリンタ１０００と同様な効果を得ることができる。

なお、タンデム方式の多色カラープリンタでは、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、点灯させる発光部を選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。

また、このカラープリンタ２０００において、光走査装置を１色毎に設けても良いし、２色毎に設けても良い。

また、上記実施形態では、光走査装置１０１０がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。

また、上記実施形態では、光デバイス１００が光走査装置に用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。その場合には、レーザチップ１１０の各発光部の発振波長は、その用途に応じて、６５０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ帯、１．５μｍ帯等の波長帯であっても良い。

図２６には、光伝送システム３０００の概略構成が示されている。この光伝送システム３０００は、光送信モジュール３００１と光受信モジュール３００５が光ファイバケーブル３００４で接続されており、光送信モジュール３００１から光受信モジュール３００５への一方向の光通信が可能となっている。

光送信モジュール３００１は、光源３００２と、外部から入力された電気信号に応じて、光源３００２から出力されるレーザ光の光強度を変調する駆動回路３００３とを有している。

光源３００２は、前記光デバイス１００と同様な光デバイス１００Ａを有している。

光源３００２から出力された光信号は、光ファイバケーブル３００４に結合し、該光ファイバケーブル３００４を導波して光受信モジュール３００５に入力される。なお、光ファイバケーブル３００４は、一例として図２４に示されるように、光デバイス１００Ａの複数の発光部にそれぞれ対応する複数の光ファイバを有している。

光受信モジュール３００５は、光信号を電気信号に変換する受光素子３００６と、受光素子３００６から出力された電気信号に対して信号増幅、及び波形整形等を行う受信回路３００７とを有している。

光送信モジュール３００１によると、光源３００２が光デバイス１００Ａを有しているため、高コスト化を招くことなく、高品質の光信号を生成することが可能となる。

また、光伝送システム３０００によると、光送信モジュール３００１を備えているため、高コスト化を招くことなく、高品質の光伝送を行うことが可能となる。

そこで、光伝送システム３０００は、家庭用、オフィスの室内用、機器内用等の短距離のデータ通信にも有効である。また、機器間の他にも、ボード間、チップ間、チップ内インターコネクションに応用することもできる。

また、均一な特性を有する複数の発光部が同一基板上に集積されているため、容易に、同時に多数ビームによるデータ伝送が可能となり、高速通信ができる。

さらに、面発光レーザは低消費電力で動作するので、特に機器の中に組み込んで利用した場合、温度上昇を低減させることができる。

なお、ここでは、発光部と光ファイバとを１対１に対応させる場合について説明したが、発振波長の異なる複数の発光部を用いて波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることも可能である。

また、ここでは、一方向通信の構成例を示しているが、双方向通信の構成をとることもできる。

以上説明したように、本発明の光デバイスによれば、高コスト化を招くことなく、戻り光の影響を低減するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、高精度の光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成するのに適している。また、本発明の光伝送モジュールによれば、高コスト化を招くことなく、高品質の光信号を生成するのに適している。また、本発明の光伝送システムによれば、高コスト化を招くことなく、高品質の光伝送を行うのに適している。

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、１００…光デバイス、１００Ａ…光デバイス、１１０…レーザチップ（面発光レーザアレイ）、１２０…パッケージ部材（セラミックパッケージ部材）、１２０Ａ…パッケージ部材（セラミックパッケージ部材）、１４０…カバーガラス（ガラス板）、１５０…１／４波長板、１５５…ブロック（固定部材）、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、３０００…光伝送システム、３００１…光送信モジュール（光伝送モジュール）、３００２…光源、３００３…駆動回路（駆動装置）、３００４…光ファイバケーブル（光伝達媒体）、３００６…受光素子（変換器の一部）、３００７…受信回路（変換器の一部）、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

特開昭６１−００１０７７号公報 特表２００３‐５３４６６９号公報

Claims (11)

1. 同一基板上に複数の発光部が形成されている面発光レーザアレイと、周囲が壁で囲まれている領域の底面上に前記面発光レーザアレイを保持するセラミックパッケージ部材と、前記壁と底面とで囲まれている領域を密閉するガラス板とを備える光デバイスにおいて、
   前記ガラス板は、前記面発光レーザアレイにおけるレーザ光の射出面に平行であり、
   前記壁と底面とで囲まれている領域内に、前記射出面に対して傾斜して配置された１／４波長板を更に備えることを特徴とする光デバイス。
2. 前記１／４波長板は、長方形の板状部材であり、長手方向に平行な中心軸まわりに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記周囲の壁の少なくとも一部は、段付き構造を有し、
   前記１／４波長板の長手方向の一側の端部近傍は、前記周囲の壁の段部に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の光デバイス。
4. 前記壁と底面とで囲まれている領域内に、前記１／４波長板の長手方向の両端近傍を保持する保持部材を有することを特徴とする請求項２に記載の光デバイス。
5. 前記保持部材は、前記１／４波長板の長手方向に関して対向し、前記１／４波長板が保持される保持面を有する１対の固定部材を含み、
   該１対の固定部材における前記保持面は、前記１／４波長板の傾斜角に対応して傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の光デバイス。
6. 前記１／４波長板は、構造複屈折を利用した波長板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光デバイス。
7. 光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の光デバイスを有する光源と；
   前記光源からの光を偏向する偏向器と；
   前記偏光器で偏向された光を被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
8. 少なくとも１つの像担持体と；
   前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの請求項７に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
9. 前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 入力される電気信号に応じた光信号を生成する光伝送モジュールであって、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の光デバイスと；
    前記光デバイスを、前記入力される電気信号に応じて駆動する駆動装置と；を備える光伝送モジュール。
11. 請求項１０に記載の光伝送モジュールと；
    前記光伝送モジュールで生成された光信号を伝達する光伝達媒体と；
    前記光伝達媒体を介した光信号を電気信号に変換する変換器と；を備える光伝送システム。

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