JP2012018992A - 面発光レーザモジュール、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で、高精度な光量モニタすることが可能な面発光レーザモジュールを提供する。
【解決手段】基板上に面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子１０と、前記面発光レーザ素子を設置するためのパッケージ３０と、前記面発光レーザからの光を透過する透過窓５０を有し、前記パッケージの前記面発光レーザ素子の設置されている側に接続されるリッド部４０と、前記リッド部に取り付けられた受光素子２０と、を有することを特徴とする面発光レーザモジュール。
【選択図】図２

Description

本発明は、面発光レーザモジュール、光走査装置及び画像形成装置に関する。

昨今、多色画像形成装置においては、より高精細な画像品質が求められている。このため、高速化が年々進み、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷に用いられるようになりつつある。具体的には、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）を２次元的に配列した構成の２次元アレイ素子を用いることにより、感光体上での副走査間隔を記録密度の１／ｎにすることができ、単位画素をｎ×ｍの複数ドットのマトリクス構成を形成することができる。また、複数の光ビームで同時に走査を行なうことができる。

通常、光書き込みに用いられる半導体レーザは、ＡＰＣ（Automatic Power Control）制御を行なうため、半導体レーザの発光量をモニタすることが必要となる。端面発光レーザでは、光の出射端とは反対側の端面から出射される光を受光することにより、光量をモニタすることができるが、面発光レーザでは、出射面と反対側の面には光は出射されないため、端面発光レーザと同様の方法では光量をモニタすることができない。従って、面発光レーザでは、出射された光の一部を分岐して、光量のモニタを行なう様々な方法が検討されており、開示されている。

例えば、特許文献１では、フォトダイオードを構成する積層部を、面発光型半導体レーザを構成する積層部の上層に形成するとともに、フォトダイオードを構成する積層部に開口部を形成して、この開口部より面発光型半導体レーザの光ビームを出射する構造のものが開示されている。

また、特許文献２では、複数の発光源を有する半導体レーザアレイより出射された光を分割するハーフミラーと、このハーフミラーにより反射された光を受光部とを有するものが記載されている。

また、特許文献３及び４には、面発光レーザからの光の一部を反射し、受光素子により受光する構造のものが記載されている。

ところで、面発光レーザ素子を実際に使用する場合には、防塵のために面発光レーザ素子をリッド部材で覆い密閉する必要があるが、この場合、出射されたレーザ光の光軸近傍を透明な部材により形成する必要がある。しかしながら、このような透明な部材は、通常、所定の屈折率を有しており、空気と透明な部材との界面における屈折率差により、光の一部が反射される。この際、透明な部材が構成する面が、レーザ光の光軸に略垂直である場合、面発光レーザ素子より出射された光は、透明な部材の表面又は裏面で反射され、戻り光として、再び面発光レーザ素子に入射してしまう。このように面発光レーザ素子において、戻り光が入射すると、レーザの発振が不安定となり、安定的にレーザ光を出力することができなくなる。

このため、図１に示すように、透明な部材が形成する面が、レーザ光の光軸と垂直とならぬよう、傾斜させた位置に配置する方法がある。具体的には、面発光レーザ素子３０１及び受光素子３０２をパッケージ３１１に設けられた凹部の底面３１１ａに設置し、パッケージ３１１の面発光レーザ素子３０１及び受光素子３０２が設置された面においてリッド部３１２を接合または接着した構造のものである。リッド部３１２には透明窓３１３が設けられており、面発光レーザ素子３０１から出射された光３００の殆どは、出射窓３１３を透過光３００ａとして透過するが、出射窓３１３の表面及び裏面において、一部反射され反射光３００ｂとして受光素子３０２に入射する。

ところで、このような構成の面発光レーザモジュールにおいては、面発光レーザ素子３０１から受光素子３０２までの光路が長いため、単位面積当たりの光量が低下し受光素子３０２であるフォトダイオードにおける信号検出のＳ／Ｎ比が低下してしまう。また、面発光レーザ素子３０１が面発光レーザアレイにより形成されている場合には、多くの配線が必要となるため、受光素子３０２を設置するための十分なスペースを確保することが困難となる。更には、反射光３００ｂが正確に受光素子３０２に入射するように、高精度な位置合せをする必要があるが、リッド部３１２とパッケージ３１１とは接着や溶接等により接合されるため、高精度な位置合せがされている状態における面発光レーザモジュールを作製することは困難である。

よって、本発明は、上記に鑑みなされたものであり、小型で、低コストで、高精度で、光量モニタすることのできる面発光レーザモジュールを提供することを目的とするものであり、更には、信頼性が高く、高品質な画像を形成することのできる光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、基板上に面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、前記面発光レーザ素子を設置するためのパッケージと、前記面発光レーザからの光を透過する透過窓を有し、前記パッケージの前記面発光レーザ素子の設置されている側に接続されるリッド部と、前記リッド部に取り付けられた受光素子と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部は、柱状部を形成する側面と、前記柱状部の上部に設けられた上面とを有し、前記受光素子は、前記リッド部の側面に取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部は、４角形の柱状部を形成する４つの側面と、前記柱状部の上部に設けられた上面とを有し、前記上面は、前記基板に対し傾斜を有して設置されているものであって、前記受光素子は、前記リッド部の前記４つの側面のうち、最も高い側面に取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部には、前記面発光レーザ素子から出射された光が、前記出射窓及び前記受光素子において反射され、前記面発光レーザ素子に入射することを防ぐため遮蔽部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部における前記最も高い側面は、複数の面を有しており、前記受光素子は、前記複数の面のうち、前記基板に対し略平行な面、または、前記出射窓に対し略平行な面に設置されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部における前記最も高さの高い側面は、前記リッド部内側に前記受光素子を設置するための受光素子設置部を有しており、前記受光素子設置部は、前記基板に対し略平行、または、前記出射窓に対し略平行に形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部には、前記受光素子が取り付けられる領域には開口部を有しており、前記開口部に前記受光素子が取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部の全部、または、前記リッド部において少なくとも前記受光素子が取り付けられる領域は、前記面発光レーザからの光を透過する材料により形成されており、前記受光素子は、前記リッド部の外側より前記リッジ部の側面に取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明は、前記リッド部は、前記面発光レーザからの光を透過する材料により形成されており、前記受光素子は、前記リッド部を形成する際に、前記リッド部と一体となるものとして形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記面発光レーザ素子には、前記面発光レーザがアレイ状に複数形成されているものであることを特徴とする。

また、本発明は、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、前記記載の面発光レーザモジュールを有する光源と、前記光源からの光を偏向する光偏向部と、前記光偏向部により偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、像担持体と、前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する前記記載の光走査装置と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする。

本発明によれば、小型で、低コストで、高精度で、光量モニタすることのできる面発光レーザモジュールを提供することができ、更には、信頼性が高く、高品質な画像を形成することのできる光走査装置及び画像形成装置が提供することができる。

面発光レーザモジュールの説明図 第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの説明図 第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造工程図（１） 第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造工程図（２） 第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造工程図（３） 第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造工程図（４） 第１の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図 受光素子における光スポットの状態図（１） 受光素子における光スポットの状態図（２） 受光素子における光スポットの状態図（３） 受光素子における光スポットの状態図（４） 第１の実施の形態における面発光レーザアレイの構成図 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（１） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（２） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（３） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（４） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造方法の説明図（１） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造方法の説明図（２） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造方法の説明図（３） 第２の実施の形態における面発光レーザモジュールの製造方法の説明図（４） 第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（１） 第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（２） 第３の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図（３） 第４の実施の形態における面発光レーザモジュールの構造図 第５の実施の形態におけるレーザプリンタの構成図 第５の実施の形態における光走査装置の構成図 第６の実施の形態におけるカラープリンタの構成図

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
（面発光レーザモジュール）
第１の実施の形態における面発光レーザモジュールについて説明する。図２に示すように、本実施の形態における面発光レーザモジュールは、面発光レーザ素子１０、受光素子２０、パッケージ部３０、リッド部４０を有している。尚、図２においては、説明のため便宜上、リッド部４０の２つの側面、即ち、側面４１、４２及び上面４３と接する２つの側面は不図示である。

パッケージ部３０には、凹部が形成されており凹部の底面３１には面発光レーザ素子１０が設置されている。

リッド部４０は、略４角形の柱状の形状のもの（柱状部）であり、高さの異なる２つの側面４１及び４２と上面４３を有しており、パッケージ部３０の面発光レーザ素子１０が設置されている側に、接着または接合されるものである。リッド部４０の上面４３には出射窓５０が設けられており、出射窓５０は、面発光レーザ素子１０の面発光レーザから出射された光が、戻り光として再び面発光レーザに入射することがないように、面発光レーザ素子１０の表面に対し傾斜されて設置されている。

受光素子２０は、リッド部４０の高い側の側面（４つの側面のうち最も高さの高い側面）４２の内側に設置されている。面発光レーザ素子１０から出射した光１０１は、殆どは透過光１０１ａとして出射窓５０を透過するが、出射窓５０の表面又は裏面において一部が反射され反射光１０１ｂとなる。本実施の形態おける面発光レーザモジュールでは、リッド部４０の側面４２の内側における反射光１０１ｂが入射する位置に、受光素子２０は設置されている。

これにより、面発光レーザ素子１０から受光素子２０までの光路を短くすることができ、単位面積当たりの光量の低下をできるだけ防ぐことができる。また、出射窓５０と受光素子２０の位置が固定されているため、出射窓５０と受光素子２０との位置関係は変わらず、パッケージ部３０とリッド部４０との接着または接合する際の精度は、あまり高精度で行なう必要がなく、製造時における負担を軽減することができる。更には、パッケージ部３０の凹部の底面３１には、面発光レーザ素子１０のみを設置することができるため、面発光レーザモジュールを小型化することが可能となる。

（面発光レーザモジュールの製造方法）
次に、本実施の形態における面発光レーザモジュールの製造方法について説明する。

最初に、図３に示すように、パッケージ部３０に面発光レーザ素子１０を設置する。具体的には、パッケージ部３０の凹部の底面３１の略中央部分には、面発光レーザ素子１０が導電性接着剤により接着されている。底面３１には電極パッド３２が設けられており、面発光レーザ素子１０に設けられた不図示の電極パッドと電極パッド３２とはボンディングワイヤ３３により電気的に接続されている。また、電極パッド３２は配線３４と接続されており、パッケージ部３０の外部に設けられた不図示の電極端子と接続されている。更に、パッケージ部３０の凹部の周囲の上面３５には、受光素子２０における電極端子と電気的に接続するための電極パッド３６と電極パッド３６に接続される配線３７とが設けられている。

次に、図４に示すように、受光素子２０を作製する。具体的には、受光素子２０は、プリント基板２１上に、アノード電極２２、半導体層２３、カソード電極２４が積層たフォトダイオードを有している。尚、半導体層２３はシリコン等の半導体材料により形成されており、受光素子として機能するように必要に応じて所定量の不純物がドープされている。フォトダイオードはプリント基板２１に導電性接着剤等により接着されており、これによりフォトダイオードのアノード電極２２とプリント基板２１に設けられたアノード配線２５とが電気的に接続されている。また、プリント基板２１には、カソード配線２６が設けられており、カソード配線２６における電極パッド部２６ａと、フォトダイオードのカソード電極２４とはボンディングワイヤ２７により電気的に接続されている。更に、プリント基板２１に設けられたアノード配線２５及びカソード配線２６は、フレキシブル基板２８と導電性接着剤により、各々電気的に接続されている。

次に、図５に示すように、リッド部４０を作製する。具体的には、樹脂加工により形成されたリッド本体部の上面４３に、出射窓５０を接着剤等により接着することにより、リッド部４０を作製する。次に、リッド部４０の内側に、斜めコレット等により受光素子２０を挿入し、リッド部４０の側面４２の内側の所定の位置に、受光素子２０を接着材等により接着し固定する。尚、受光素子２０は、側面４２の内側において、面発光レーザ素子１０から出射された光が出射窓５０で反射され、受光素子２０に入射するような位置に接着される。

次に、図６に示すように、パッケージ部３０とリッド部４０とを接着または接合する。具体的には、図３に示すパッケージ部３０の部分と、図５に示すリッド部４０の部分とを接着または接合する。この際、フレキシブル基板２８とパッケージ部３０に設けられた電極パッド３６とを導電性接着剤により接着する。

このようにして、図７に示すような本実施の形態における面発光レーザモジュールを製造することができる。尚、図７（ａ）は、本実施の形態における面発光レーザモジュールの上面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）における一点鎖線７Ａ−７Ｂにおいて切断した概略断面図である。

このようにして製造された面発光レーザモジュールは、受光素子２０をリッド部４０の側面４２の内側に設置することができるため、受光素子２０の面積を大きくすることができ、特に、高さ方向、即ち、図面において上下方向に大きくすることができる（例えば、４〜５ｍｍ）。このため受光素子２０の表面において、出射窓５０により反射された反射光１０１ｂによる光スポット１０２が、図８に示すように、楕円形状となっている場合であっても、光スポット１０２のほぼすべてを受光素子２０に照射させることができ、別途光学部材を設ける必要がない。また、受光素子２０の面積を大きくすることにより、パッケージ部３０とリッド部４０との接着または接合の際の製造マージンを更に広くすることができる。これにより、パッケージ部３０とリッド部４０との接着または接合の工程が自動的に行なうことが可能となり、面発光レーザモジュールの製造コストを低くすることが可能となる。

また、１次元のアレイ状に複数の面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子１０の場合において、図９に示すように、１次元のアレイ状の面発光レーザより出射された光の一部が反射窓５０により反射されて反射光１０１ｂとなり、反射光１０１ｂによる光スポット１０２ａが、複数の楕円が重なっている形状となっている場合であっても、すべて受光素子２０に入射させることができる。また、発光させる面発光レーザを順次切り替えて発光させることにより、各々の面発光レーザの光量を各々測定し制御することができる。

また、１次元のアレイ状に複数の面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子１０の場合において、図１０に示すように、１次元のアレイ状に形成された面発光レーザより出射され反射窓５０により反射された反射光１０１ｂによる光スポット１０２ｂが、複数の楕円が分離した形状である場合には、各々の楕円形状の光スポット１０２ｂに対応して受光することができるように、複数の受光領域２３ａを有する受光素子２０ａを形成する。これにより、受光素子２０ａでは、各々分離されている受光領域２３ａにおいて、各々に照射される光スポット１０２ｂの光量を同時に計測し各々の面発光レーザを制御することができる。

尚、図９及び図１０においては、面発光レーザ素子１０が、１次元のアレイ状に面発光レーザが形成されている場合について説明したが、２次元のアレイ状に形成された面発光レーザ素子１０についても同様である。

例えば、２次元のアレイ状に複数の面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子１０の場合においては、図１１に示すように、２次元のアレイ状の面発光レーザより出射された光の一部が反射窓５０により反射されて反射光１０１ｂとなり、反射光１０１ｂによる光スポット１０２ｃが、複数の楕円が重なっている形状となっている場合であっても、すべて受光素子２０に入射させることができる。また、発光させる面発光レーザを順次切り替えて発光させることで、各々の面発光レーザの光量を各々測定し制御することができる。

（面発光レーザアレイ）
次に、本実施の形態における面発光レーザモジュールにおいて、一例として、面発光レーザ素子が複数の面発光レーザにより形成された面発光レーザアレイである場合について説明する。この面発光レーザアレイは、面発光レーザが２次元的に複数形成されているものである。

図１２に基づき、面発光レーザアレイ２００について説明する。面発光レーザアレイ２００は、複数（ここでは２１個）の面発光レーザに対応する発光部２１０が同一基板上に配置されている。尚、Ｘ軸方向は主走査対応方向であり、Ｙ軸方向は副走査対応方向である。複数の発光部２１０は、すべての発光部２１０をＹ軸方向に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔ｄ２となるように配置されている。このようにして、２１個の発光部２１０は２次元的に配列されている。尚、本明細書では、「発光部間隔」とは２つの発光部２１０の中心間距離を意味する。また、図１２では発光部２１０の数が２１個であるものを示しているが、発光部２１０の個数は、複数であればよく、例えば、発光部２１０が４０個のものであってもよい。

また、面発光レーザアレイ２００では、各発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときの発光部間隔が等間隔ｄ２であるので、点灯のタイミングを調整することにより、後述する感光体ドラム上において副走査方向に等間隔で発光部が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。

そして、例えば、上記間隔ｄ２を２．６５μｍ、後述する光走査装置の光学系の倍率を２倍とすれば、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査対応方向の発光部数を増加したり、副走査対応方向のピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくした構成の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することが可能であり、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、発光部の点灯のタイミングで容易に制御できる。

ところで本実施の形態における面発光レーザアレイ２００において、隣接する２つの発光部２１０の間の溝は、各発光部の電気的及び空間的分離のために、５μｍ以上であることが好ましい。あまり狭いと製造時のエッチングの制御が難しくなるからである。また、メサの大きさ（１辺の長さ）は１０μｍ以上であることが好ましい。あまり小さいと動作時に熱がこもり、特性が低下するおそれがあるからである。

また、上述した２次元的に面発光レーザが配列された面発光レーザアレイ２００に代えて、面発光レーザに対応する発光部２１０を１次元配列した面発光レーザアレイを用いてもよい。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態における面発光レーザモジュールについて説明する。本実施の形態における面発光レーザモジュールは、図１３に示すように、反射光１０１ｂが、更に受光素子２０の表面において反射して反射光１０１ｃとなり、面発光レーザ素子１０に入射することがないように、リッド部４０の一部に遮蔽部６０を設けた構成のものである。この場合、遮蔽板６０にはリッド部４０と同じ部材を用いて形成することが好ましい。

また、図１４に示すように、リッド部４０ａの側面４２ａは、面４２ａ１、４２ａ２、４２ａ３及び４２ａ４を有している形状により形成されたものであってもよい。具体的には、側面４２ａは折曲げられた形状により形成されており、面４２ａ１及び面４２ａ３は側面４１と略平行となるように形成され、面４２ａ２は上面４３と略平行となるように形成され、側面４２ａの一部はリッド部４０ａの内部に入り込むような形状で形成されている。受光素子２０は面４２ａ２の上面に設置され、フレキシブル基板２８は、面４２ａ３及び４２ａ４の内側に沿って配置されている。このような形状でリッド部４０ａを形成することにより、面発光レーザ１０から出射した光が受光素子２０に到達するまでの光路を短くすることができ、受光素子２０に入射する光の光量の低下を防ぐことができる。

また、図１５に示すように、リッド部４０ｂの側面４２ｂは、側面４１に略平行な面４２ｂ１と、面４２ｂ１の内側に設けられた面４２ｂ２とにより形成されたものであってもよい。面４２ｂ２は、上面４３に略平行となるように形成されており、受光素子設置部となるものであり、面４２ｂ２はリッド部４０ｂの内部に形成される。受光素子２０は面４２ｂ２の上面、即ち、受光素子設置部に設置され、フレキシブル基板２８は、面４２ｂ２よりパッケージ部３０に向かって配置されている。このような形状でリッド部４０ｂを形成することにより、面発光レーザ１０から出射した光が受光素子２０に到達するまでの光路を短くすることができ、受光素子２０に入射する光の光量の低下を防ぐことができる。

また、図１６に示すように、リッド部４０ｃの側面４２ｃは、面４２ｃ１、４２ｃ２、４２ｃ３及び４２ｃ４を有している形状により形成されたものであってもよい。具体的には、側面４２ｃは折曲げられた形状により形成されており、面４２ｃ１及び面４２ｃ３は側面４１と略平行となるように形成され、面４２ｃ２はパッケージ部３０の凹部の底面３１と略平行となるように形成され、側面４２ｃの一部はリッド部４０ｃの内部に入り込むような形状で形成されている。受光素子２０は面４２ｃ２の上面に設置され、フレキシブル基板２８は、面４２ｃ３及び４２ｃ４の内側に沿って配置される。このような形状でリッド部４０ｃを形成することにより、面発光レーザ１０から出射した光が受光素子２０に到達するまでの光路を短くすることができ、受光素子２０に入射する光の光量の低下を防ぐことができる。

尚、図１５に示すリッド部４０ｂにおいては、面４２ｂ２をパッケージ部３０の凹部の底面３１と略平行にした構造のものであってもよい。

これらのリッド部４０等の製造方法としては、例えば、図１７に示すように、リッド部４０ｄの側面４４及び４５を取外した構造のリッド中央部、即ち、側面４１、４２ｄ、上面４３、出射窓５０が形成されているリッド中央部において、側面４２ｄの内側に設けられた面４２ｄ２上に受光素子２０を斜めコレット等により取り付ける。この後、リッド中央部に側面４４及び４５を接着することにより、リッド部４０ｄを作製する方法がある。

また、図１８は、図１６に示すリッド部４０ｃの製造方法を説明するものである。具体的には、面４２ｃ１、４２ｃ２、４２ｃ３及び４２ｃ４を有する側面４２ｃの面４２ｃ２上に受光素子２０を設置し、この後、側面４１、４４、４５、上面４３、出射窓５０が形成されたものを接着することにより作製することができる。尚、図１８は、側面４５を透過した状態の斜視図である。

また、図１９は、図１５に示すリッド部４０ｂの製造方法を説明するものである。具体的には、側面４１、４２ｂ、４４、４５が形成されたものの側面４２ｂの面４２ｂ２上に受光素子２０を設置し、この後、出射窓５０が取り付けられた上面４３を接着することにより作製することができる。尚、図１９は、側面４５を透過した状態の斜視図である。

また、図２０は、図１５に示すリッド部４０ｂの製造方法を説明するものである。具体的には、側面４１、４２ｂ、４４、４５、上面４３が形成されたものの側面４２ｂの面４２ｂ２上に受光素子２０を設置し、この後、上面４３に出射窓５０を接着等することにより作製することができる。尚、図２０は、側面４５を透過した状態の斜視図である。

上述したリッド部の製造方法は、リッド部４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ等の各々において適用可能である。

本実施の形態における面発光レーザモジュールでは、面発光レーザ素子１０から出射された光の一部が、出射窓５０及び受光素子２０により反射された場合であっても、面発光レーザ素子１０に戻り光として再び入射することはない。このため、面発光レーザ素子１０における発光が安定したものとなる。

尚、上記内容は面発光レーザ素子１０に戻り光が入射しないようにするための構成の一例であり、受光素子２０の設置される角度及び位置は、面発光レーザ素子１０に戻り光が入射しない構成のものであれば、上記内容と異なるものであってもよい。

また、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態における面発光レーザモジュールについて説明する。

本実施の形態における面発光レーザモジュールは、図２１に示すように、リッド部４０ｅの側面４２ｅに開口部４６が形成されており、この開口部４６に受光素子２０を接着した構造のものである。このように、受光素子２０を開口部４６に接着することにより、リッド部４０ｅの外部より受光素子２０を接着することができ、容易に受光素子２０を取り付けることができる。これにより、面発光レーザモジュールを製造する際の製造時間等を短縮することができ、低コストで面発光レーザモジュールを製造することができる。

また、図２２に示すように、リッド部４０ｆの側面４２ｆの全部または一部を透明な材料、例えば、透明な樹脂材料等により形成し、側面４２ｆにおいて透明な材料により形成された透明な部分４７に、リッド部４０ｆの外側より受光素子２０を接着等したものである。この場合も同様に、容易にリッド部４０ｆに受光素子２０を取り付けることができる。尚、出射窓５０において反射された反射光１０１ｂは、透明な部分４７を透過するため受光素子２０に入射する。よって、面発光レーザ素子１０より出射されたレーザ光をモニタすることが可能である。

また、図２３に示すように、リッド部４８の全体を透明な材料、例えば、透明な樹脂材料等により形成し、リッド部４８の外側よりリッド部４８の側面４８ａに受光素子２０を接着等したものであってもよい。この場合においても、容易にリッド部４８の側面４８ａに受光素子２０を取り付けることができる。尚、リッド部４８は透明な材料により形成されているため、反射光１０１ｂはリッド部４８の側面４８ｂを透過し、受光素子２０に入射させることができる。また、リッド部４０の上面４８ｂは出射窓としての機能を有しているため、面発光レーザ素子１０から出射した光１０１は、リッド部４８の上面４８ｂを透過し透過光１０１ａとして出射される。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態における面発光レーザモジュールは、リッド部を透明な材料により形成し、リッド部内部に受光素子を埋め込んだ状態で一体に形成したものである。

具体的には、図２４に示すように、リッド部７０の全体を透明な材料、例えば、透明な樹脂材料により、側面７１、７２及び上面７３を形成する。側面７２は、側面７１よりも高く形成されており、側面７２の内部には受光素子２０が埋め込まれている。尚、説明のため便宜上、リッド部７０における側面の一部は省略されている。

本実施の形態における面発光レーザモジュールでは、上面７３は透明な材料により形成されているため、別途出射窓を設ける必要はない。言い換えるならば、リッド部７０の上面７３は出射窓としての機能も併せ持っている。側面７２の内部に埋め込まれた受光素子２０には、反射光１０１ｂがリッド部７０を形成する透明な材料を介して入射するため、光量をモニタすることができる。また、リッド部７０は、全体が透明な材料により形成されているため、リッド部７０とパッケージ部３０とは紫外線硬化樹脂を用いて、紫外線を照射することにより接着することができる。尚、リッド部７０は、透明な材料により形成されている以外は、リッド部４０等と同様である。また、上記以外の内容については、第１から第３の実施の形態と同様である。

〔第５の実施の形態〕
次に、第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１から第４の実施の形態における面発光レーザモジュールを用いた画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００である。

図２５に基づき、本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００について説明する。本実施の形態におけるレーザプリンタ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等を備えている。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、矢印Ｘで示す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、この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、この給紙コロ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。このレジストローラ対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、この記録紙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、図２６に基づき光走査装置１０１０について説明する。光走査装置１０１０は、光源ユニット１１００、不図示のカップリングレンズ及び開口板、シリンドリカルレンズ１１１３、ポリゴンミラー１１１４、ｆθレンズ１１１５、トロイダルレンズ１１１６、２つのミラー（１１１７、１１１８）、及び上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置を備えている。尚、光源ユニット１１００は、第１から第４の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニット１１００が用いられている。

シリンドリカルレンズ１１１３は、光源ユニット１１００から出力された光を、ミラー１１１７を介してポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光する。

ポリゴンミラー１１１４は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には６面の偏向反射面が形成されている。そして、不図示の回転機構により、矢印Ｙに示す方向に一定の角速度で回転されている。

従って、光源ユニット１１００から出射され、シリンドリカルレンズ１１１３によってポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光された光は、ポリゴンミラー１１１４の回転により一定の角速度で偏向される。

ｆθレンズ１１１５は、ポリゴンミラー１１１４からの光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー１１１４により一定の角速度で偏向される光の像面を、主走査方向に関して等速移動させる。トロイダルレンズ１１１６は、ｆθレンズ１１１５からの光をミラー１１１８を介して、感光体ドラム１０３０の表面に結像する。

トロイダルレンズ１１１６は、ｆθレンズ１１１５を介した光束の光路上に配置されている。そして、このトロイダルレンズ１１１６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１１１４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１１１４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。本実施の形態では、走査光学系は、ｆθレンズ１１１５とトロイダルレンズ１１１６とから構成されている。なお、ｆθレンズ１１１５とトロイダルレンズ１１１６の間の光路上、及びトロイダルレンズ１１１６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よい。

本実施の形態におけるレーザプリンタ１０００では、第１から第４の実施の形態における面発光レーザモジュールを用いているため、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。

また、この場合には、各発光部からの光束の偏光方向が安定して揃っているため、レーザプリンタ１０００では、高品質の画像を安定して形成することができる。

尚、本実施の形態における説明では、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。

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よい。

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。

〔第６の実施の形態〕
次に、第６の実施の形態について説明する。第６の実施の形態は、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００である。

図２７に基づき、本実施の形態におけるカラープリンタ２０００について説明する。本実施の形態におけるカラープリンタ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「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「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「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「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２７において示される矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順にそれぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。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。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により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。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、第１から第４の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニットを、各々の色毎に有しており、第５の実施の形態において説明した光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、第５の実施の形態におけるレーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。

ところで、カラープリンタ２０００では、各部品の製造誤差や位置誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、光走査装置２０１０の各光源が第１から第４の実施の形態における面発光レーザモジュールを含む光源ユニットにより形成されているため、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。

よって、本実施の形態におけるカラープリンタ２０００では、第１から第４の実施の形態における面発光レーザモジュールを用いているため、高品質の画像を形成することができる。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１０ 面発光レーザ素子
２０ 受光素子
２１ プリント基板
２２ アノード電極
２３ 半導体層
２４ カソード電極
２５ アノード配線
２６ カソード配線
２６ａ 電極パッド部
２７ ボンディングワイヤ
２８ フレキシブル基板
３０ パッケージ部
３１ 底面
３２ 電極パッド
３３ ボンディングワイヤ
３５ 上面
３６ 電極パッド
３７ 配線
４０ リッド部
４１ 側面
４２ 側面
４３ 上面
１０１ 面発光レーザ素子から出射した光
１０１ａ 透過光
１０１ｂ 反射光
１０００ レーザプリンタ（画像形成装置）
１０１０ 光走査装置
２０００ カラープリンタ（画像形成装置）

特許第３０９９９２１号公報 特許第２９０８６５２号公報 特開平９−１９８７０７号公報 特開平１０−５１０６７号公報

Claims (13)

1. 基板上に面発光レーザが形成されている面発光レーザ素子と、
   前記面発光レーザ素子を設置するためのパッケージと、
   前記面発光レーザからの光を透過する透過窓を有し、前記パッケージの前記面発光レーザ素子の設置されている側に接続されるリッド部と、
   前記リッド部に取り付けられた受光素子と、
   を有することを特徴とする面発光レーザモジュール。
2. 前記リッド部は、柱状部を形成する側面と、前記柱状部の上部に設けられた上面とを有し、
   前記受光素子は、前記リッド部の側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザモジュール。
3. 前記リッド部は、４角形の柱状部を形成する４つの側面と、前記柱状部の上部に設けられた上面とを有し、
   前記上面は、前記基板に対し傾斜を有して設置されているものであって、
   前記受光素子は、前記リッド部の前記４つの側面のうち、最も高い側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光レーザモジュール。
4. 前記リッド部には、前記面発光レーザ素子から出射された光が、前記出射窓及び前記受光素子において反射され、前記面発光レーザ素子に入射することを防ぐため遮蔽部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。
5. 前記リッド部における前記最も高い側面は、複数の面を有しており、
   前記受光素子は、前記複数の面のうち、前記基板に対し略平行な面、または、前記出射窓に対し略平行な面に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザモジュール。
6. 前記リッド部における前記最も高さの高い側面は、前記リッド部内側に前記受光素子を設置するための受光素子設置部を有しており、
   前記受光素子設置部は、前記基板に対し略平行、または、前記出射窓に対し略平行に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の面発光レーザモジュール。
7. 前記リッド部には、前記受光素子が取り付けられる領域には開口部を有しており、
   前記開口部に前記受光素子が取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。
8. 前記リッド部の全部、または、前記リッド部において少なくとも前記受光素子が取り付けられる領域は、前記面発光レーザからの光を透過する材料により形成されており、
   前記受光素子は、前記リッド部の外側より前記リッジ部の側面に取り付けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。
9. 前記リッド部は、前記面発光レーザからの光を透過する材料により形成されており、
   前記受光素子は、前記リッド部を形成する際に、前記リッド部と一体となるものとして形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。
10. 前記面発光レーザ素子には、前記面発光レーザがアレイ状に複数形成されているものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の面発光レーザモジュール。
11. 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から１０のいずれかに記載の面発光レーザモジュールを有する光源と、
    前記光源からの光を偏向する光偏向部と、
    前記光偏向部により偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、
    を有することを特徴とする光走査装置。
12. 像担持体と、
    前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する請求項１１に記載の光走査装置と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
13. 前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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