JP2014135371A - Surface emitting laser, surface emitting laser array and optical scanning device - Google Patents

Surface emitting laser, surface emitting laser array and optical scanning device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface emitting laser which can inhibit disconnection and reduction in life.SOLUTION: A surface emitting laser comprises: light emitting parts each including a substrate 101, a lower semiconductor DBR 103, a lower spacer layer 104, an active layer 105, an upper spacer layer 106, an upper semiconductor DBR 107, a contact layer 109, a dielectric layer 110, an interlayer insulation film 111, a p-side electrode 113, an n-side electrode 114, a disconnection prevention member 115 and the like. The disconnection prevention member 115 is provided on a mesa bottom, for smoothing a region running from a mesa sidewall to a mesa bottom face. In this case, shortage of coverage of a wiring material and induction of crystal defects inside the mesa can be inhibited. As a result, disconnection and reduction in life can be inhibited.

Description

本発明は、面発光レーザ、面発光レーザアレイ及び光走査装置に係り、更に詳しくは、基板表面に直交する方向に光を射出する面発光レーザ、該面発光レーザが集積された面発光レーザアレイ、及び前記面発光レーザあるいは面発光レーザアレイを有する光走査装置に関する。   The present invention relates to a surface emitting laser, a surface emitting laser array, and an optical scanning device. More specifically, the present invention relates to a surface emitting laser that emits light in a direction orthogonal to a substrate surface, and a surface emitting laser array in which the surface emitting laser is integrated. And an optical scanning device having the surface emitting laser or the surface emitting laser array.

面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)は、基板表面に直交する方向に光を射出する半導体レーザであり、基板表面に平行な方向に光を射出する端面発光型の半導体レーザに比べて、(1)低価格、(2)低消費電力、(3)小型で高性能、(4)2次元集積化が容易、という特徴を有している。   A surface emitting laser (VCSEL) is a semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to the surface of a substrate, compared to an edge-emitting semiconductor laser that emits light in a direction parallel to the surface of the substrate. , (1) low price, (2) low power consumption, (3) small size and high performance, and (4) easy two-dimensional integration.

面発光レーザは、いわゆるメサ構造を有しており、活性層に電流を注入するためのp側電極に対する段差の影響が種々考慮されている(例えば、特許文献1〜特許文献9参照)。   The surface emitting laser has a so-called mesa structure, and various effects of the step on the p-side electrode for injecting current into the active layer are considered (for example, see Patent Documents 1 to 9).

しかしながら、従来の面発光レーザでは、メサの側壁における配線部材のカバレージ(被覆性)の不足により断線するおそれがあったり、内部応力に起因する結晶欠陥の増加により寿命が低下するおそれがあった。   However, in the conventional surface emitting laser, there is a risk of disconnection due to insufficient coverage (coverability) of the wiring member on the side wall of the mesa, and there is a possibility that the lifetime may be reduced due to an increase in crystal defects due to internal stress.

本発明は、基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、及び上部反射鏡が積層されているメサ構造の発光部を有する面発光レーザにおいて、前記メサ構造における側壁の一部に接し、該側壁から底面に移行する領域を滑らかにする断線防止部材が設けられていることを特徴とする面発光レーザである。   The present invention provides a surface emitting laser having a mesa structure light emitting portion in which a lower reflecting mirror, a resonator structure including an active layer, and an upper reflecting mirror are stacked on a substrate. The surface emitting laser is characterized in that a disconnection preventing member is provided which is in contact with and smoothes a region where the side wall is shifted to the bottom surface.

本発明の面発光レーザによれば、断線や寿命低下を抑制することができる。   According to the surface emitting laser of the present invention, it is possible to suppress disconnection and lifetime reduction.

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。1 is a diagram for describing a schematic configuration of a color printer according to an embodiment of the present invention. FIG. 図1における光走査装置を説明するための図(その1)である。FIG. 2 is a diagram (part 1) for describing the optical scanning device in FIG. 1; 図1における光走査装置を説明するための図(その2)である。FIG. 3 is a second diagram for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 図1における光走査装置を説明するための図(その3)である。FIG. 3 is a third diagram for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 図1における光走査装置を説明するための図(その4)である。FIG. 4 is a diagram (part 4) for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 面発光レーザアレイを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a surface emitting laser array. 面発光レーザアレイ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。It is a figure for demonstrating the arrangement state of the several light emission part in a surface emitting laser array. 発光部の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a light emission part. 図9(A)及び図9(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図(その1)である。FIGS. 9A and 9B are views (No. 1) for describing a method for manufacturing a surface emitting laser array, respectively. 図10(A)及び図10(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図(その2)である。FIGS. 10A and 10B are views (No. 2) for describing the method for manufacturing the surface emitting laser array, respectively. 図11(A)及び図11(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図(その3)である。FIGS. 11A and 11B are views (No. 3) for describing the method for manufacturing the surface emitting laser array, respectively. 断線防止部材のメサ底面からの高さと発光部の寿命との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the height from the mesa bottom face of a disconnection prevention member, and the lifetime of a light emission part. 図13(A)及び図13(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図(その4)である。FIGS. 13A and 13B are views (No. 4) for describing the method of manufacturing the surface emitting laser array, respectively. 面発光レーザアレイの製造方法を説明するための図(その5)である。It is FIG. (5) for demonstrating the manufacturing method of a surface emitting laser array. 図15(A)及び図15(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの変形例1を説明するための図である。FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining a first modification of the surface emitting laser array. 図16(A)及び図16(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの変形例2を説明するための図である。FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a second modification of the surface emitting laser array. ダミーメサを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a dummy mesa. ダミーメサを経由して発光部のメサ上面からボンディングパッドに配線する場合を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where it connects to a bonding pad from the mesa upper surface of a light emission part via a dummy mesa. 面発光レーザアレイの変形例3を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification 3 of a surface emitting laser array. 断線防止部材の変形例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the modification of a disconnection prevention member.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図14に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係るカラープリンタ2000の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a color printer 2000 according to an embodiment.

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、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着装置2050、給紙コロ2054、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。   The color printer 2000 is a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow), and includes an optical scanning device 2010, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d), four cleaning units (2031a, 2031b, 2031c, 2031d), four charging devices (2032a, 2032b, 2032c, 2032d), four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, 2033d), transfer A belt 2040, a transfer roller 2042, a fixing device 2050, a paper feed roller 2054, a paper discharge roller 2058, a paper feed tray 2060, a paper discharge tray 2070, a communication control device 2080, and a printer control device 209 that comprehensively controls the above-described units. And and the like.

通信制御装置2080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。   The communication control device 2080 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like.

プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、増幅回路、アナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、通信制御装置2080を介して受信した上位装置からの多色の画像情報を光走査装置2010に通知する。   The printer control device 2090 includes a CPU, a program described in a code decodable by the CPU, a ROM storing various data used when executing the program, a RAM that is a working memory, an amplification circuit And an A / D conversion circuit for converting analog data into digital data. Then, the printer control device 2090 notifies the optical scanning device 2010 of multi-color image information from the host device received via the communication control device 2080.

感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030a, the charging device 2032a, the developing roller 2033a, and the cleaning unit 2031a are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “K station” for convenience) that forms a black image.

感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030b, the charging device 2032b, the developing roller 2033b, and the cleaning unit 2031b are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “C station” for convenience) that forms a cyan image.

感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030c, the charging device 2032c, the developing roller 2033c, and the cleaning unit 2031c are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “M station” for convenience) that forms a magenta image.

感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。   The photosensitive drum 2030d, the charging device 2032d, the developing roller 2033d, and the cleaning unit 2031d are used as a set, and constitute an image forming station (hereinafter also referred to as “Y station” for convenience) that forms a yellow image.

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転する。   Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. That is, the surface of each photoconductive drum is a surface to be scanned. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow in the plane of FIG. 1 by a rotation mechanism (not shown).

各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。   Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum.

光走査装置2010は、プリンタ制御装置2090からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて色毎に変調された光束で、対応する帯電された感光体ドラムの表面を走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。   The optical scanning device 2010 is charged correspondingly with a light beam modulated for each color based on multicolor image information (black image information, cyan image information, magenta image information, yellow image information) from the printer control device 2090. The surface of the photosensitive drum is scanned. Thereby, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of each photosensitive drum. The latent image formed here moves in the direction of the corresponding developing device as the photosensitive drum rotates. The configuration of the optical scanning device will be described later.

各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジ(図示省略)からのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(トナー画像)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。   As each developing roller rotates, toner from a corresponding toner cartridge (not shown) is thinly and uniformly applied to the surface thereof. Then, when the toner on the surface of each developing roller comes into contact with the surface of the corresponding photosensitive drum, the toner moves only to a portion irradiated with light on the surface and adheres to the surface. In other words, each developing roller causes toner to adhere to the latent image formed on the surface of the corresponding photosensitive drum so as to be visualized. Here, the toner-attached image (toner image) moves in the direction of the transfer belt 2040 as the photosensitive drum rotates.

イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。   The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the transfer belt 2040 at a predetermined timing, and are superimposed to form a color image.

給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着装置2050に送られる。   Recording paper is stored in the paper feed tray 2060. A paper feed roller 2054 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 2060. The paper feed roller 2054 takes out the recording paper one by one from the paper feed tray 2060. The recording paper is sent out toward the gap between the transfer belt 2040 and the transfer roller 2042 at a predetermined timing. As a result, the color image on the transfer belt 2040 is transferred to the recording paper. The recording paper on which the color image is transferred is sent to the fixing device 2050.

定着装置2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次積み重ねられる。   In the fixing device 2050, heat and pressure are applied to the recording paper, thereby fixing the toner on the recording paper. The recording paper on which the toner is fixed is sent to the paper discharge tray 2070 via the paper discharge roller 2058 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 2070.

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラム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の表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。   Each cleaning unit removes toner (residual toner) remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device again.

次に、前記光走査装置2010の構成について説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 2010 will be described.

光走査装置2010は、一例として図2〜図5に示されるように、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、4つのカップリングレンズ(2201a、2201b、2201c、2201d)、4つの開口板(2202a、2202b、2202c、2202d)、4つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、光偏向器2104、4つの走査レンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、6枚の折り返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108b、2108c)、4つの同期検知用ミラー(2205a、2205b、2205c、2205d)、4つの同期検知センサ(2206a、2206b、2206c、2206d)、及び不図示の走査制御装置などを備えている。   2 to 5 as an example, the optical scanning device 2010 includes four light sources (2200a, 2200b, 2200c, 2200d), four coupling lenses (2201a, 2201b, 2201c, 2201d), four openings. Plate (2202a, 2202b, 2202c, 2202d), four cylindrical lenses (2204a, 2204b, 2204c, 2204d), optical deflector 2104, four scanning lenses (2105a, 2105b, 2105c, 2105d), six folding mirrors ( 2106a, 2106b, 2106c, 2106d, 2108b, 2108c), 4 synchronization detection mirrors (2205a, 2205b, 2205c, 2205d), 4 synchronization detection sensors (2206a, 2206b, 2206c, 2206d) And a like scan control device (not shown).

なお、ここでは、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向(回転軸方向)に沿った方向をY軸方向、光偏向器2104の回転軸に平行な方向をZ軸方向として説明する。   Here, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction (rotation axis direction) of each photosensitive drum is defined as the Y-axis direction, and the direction parallel to the rotation axis of the optical deflector 2104 is defined as the Z-axis direction. To do.

また、以下では、便宜上、各光学部材において、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。   In the following, for convenience, in each optical member, a direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and a direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.

走査制御装置は、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、及び光偏向器2104を制御する。   The scanning control device controls four light sources (2200a, 2200b, 2200c, 2200d) and an optical deflector 2104.

光源2200aとカップリングレンズ2201aと開口板2202aとシリンドリカルレンズ2204aと走査レンズ2105aと折り返しミラー2106aと同期検知用ミラー2205aと同期検知センサ2206aは、感光体ドラム2030aに潜像を形成するための光学部材である。   A light source 2200a, a coupling lens 2201a, an aperture plate 2202a, a cylindrical lens 2204a, a scanning lens 2105a, a folding mirror 2106a, a synchronization detection mirror 2205a, and a synchronization detection sensor 2206a are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030a. It is.

光源2200bとカップリングレンズ2201bと開口板2202bとシリンドリカルレンズ2204bと走査レンズ2105bと折り返しミラー2106bと折り返しミラー2108bと同期検知用ミラー2205bと同期検知センサ2206bは、感光体ドラム2030bに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200b, the coupling lens 2201b, the aperture plate 2202b, the cylindrical lens 2204b, the scanning lens 2105b, the folding mirror 2106b, the folding mirror 2108b, the synchronization detection mirror 2205b, and the synchronization detection sensor 2206b form a latent image on the photosensitive drum 2030b. It is an optical member for.

光源2200cとカップリングレンズ2201cと開口板2202cとシリンドリカルレンズ2204cと走査レンズ2105cと折り返しミラー2106cと折り返しミラー2108cと同期検知用ミラー2205cと同期検知センサ2206cは、感光体ドラム2030cに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200c, the coupling lens 2201c, the aperture plate 2202c, the cylindrical lens 2204c, the scanning lens 2105c, the folding mirror 2106c, the folding mirror 2108c, the synchronization detection mirror 2205c, and the synchronization detection sensor 2206c form a latent image on the photosensitive drum 2030c. It is an optical member for.

光源2200dとカップリングレンズ2201dと開口板2202dとシリンドリカルレンズ2204dと走査レンズ2105dと折り返しミラー2106dと同期検知用ミラー2205dと同期検知センサ2206dは、感光体ドラム2030dに潜像を形成するための光学部材である。   A light source 2200d, a coupling lens 2201d, an aperture plate 2202d, a cylindrical lens 2204d, a scanning lens 2105d, a folding mirror 2106d, a synchronization detection mirror 2205d, and a synchronization detection sensor 2206d are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030d. It is.

各光源は、一例として図6に示されるように、32個の発光部が2次元配列されている面発光レーザアレイ100を有している。そして、32個の発光部の周囲には、各発光部に個別に対応する32個のボンディングパッドが設けられている。ここでは、各光源において、レーザ発振方向をz軸方向、主走査対応方向をy軸方向、副走査対応方向をx軸方向とする。   As shown in FIG. 6 as an example, each light source has a surface emitting laser array 100 in which 32 light emitting units are two-dimensionally arranged. Around the 32 light emitting units, 32 bonding pads corresponding to the respective light emitting units are provided. Here, in each light source, the laser oscillation direction is the z-axis direction, the main scanning corresponding direction is the y-axis direction, and the sub-scanning corresponding direction is the x-axis direction.

32個の発光部は、図7に示されるように、全ての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に、発光部間隔が等しく(図7では「d1」)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。また、各発光部の詳細については後述する。   As shown in FIG. 7, the 32 light emitting units have the same light emitting unit interval (“d1” in FIG. 7) when all the light emitting units are orthogonally projected onto a virtual line extending in the sub-scanning corresponding direction. Is arranged. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions. Details of each light emitting unit will be described later.

各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。   Each coupling lens is disposed on the optical path of the light beam emitted from the corresponding light source, and makes the light beam a substantially parallel light beam.

各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。   Each aperture plate has an opening, and shapes the light beam via the corresponding coupling lens.

各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、光偏向器2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。   Each cylindrical lens forms an image of the light beam that has passed through the opening of the corresponding aperture plate in the vicinity of the deflection reflection surface of the optical deflector 2104 in the Z-axis direction.

各光源と光偏向器2104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。   The optical system disposed on the optical path between each light source and the optical deflector 2104 is also called a pre-deflector optical system.

光偏向器2104は、2段構造のポリゴンミラーを有している。各ポリゴンミラーは、4面の偏向反射面を有している。そして、1段目(下段)のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ2204aからの光束及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束がそれぞれ偏向され、2段目(上段)のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ2204bからの光束及びシリンドリカルレンズ2204cからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、1段目のポリゴンミラー及び2段目のポリゴンミラーは、互いに位相が略45°ずれて回転し、書き込み走査は1段目と2段目とで交互に行われる。   The optical deflector 2104 has a two-stage polygon mirror. Each polygon mirror has four deflecting reflecting surfaces. The first-stage (lower) polygon mirror deflects the light beam from the cylindrical lens 2204a and the light beam from the cylindrical lens 2204d. The second-stage (upper) polygon mirror deflects the light beam from the cylindrical lens 2204b and the cylindrical lens 2204c. Are arranged so as to be deflected respectively. Note that the first-stage polygon mirror and the second-stage polygon mirror rotate with a phase shift of approximately 45 ° from each other, and writing scanning is alternately performed in the first and second stages.

光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204aからの光束は、走査レンズ2105a、及び折り返しミラー2106aを介して、感光体ドラム2030aに照射され、光スポットが形成される。   The light beam from the cylindrical lens 2204a deflected by the optical deflector 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030a via the scanning lens 2105a and the folding mirror 2106a, thereby forming a light spot.

また、光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204bからの光束は、走査レンズ2105b、及び2枚の折り返しミラー(2106b、2108b)を介して、感光体ドラム2030bに照射され、光スポットが形成される。   The light beam from the cylindrical lens 2204b deflected by the optical deflector 2104 is irradiated to the photosensitive drum 2030b via the scanning lens 2105b and the two folding mirrors (2106b and 2108b), and a light spot is formed. The

また、光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204cからの光束は、走査レンズ2105c、及び2枚の折り返しミラー(2106c、2108c)を介して、感光体ドラム2030cに照射され、光スポットが形成される。   The light beam from the cylindrical lens 2204c deflected by the optical deflector 2104 is applied to the photosensitive drum 2030c through the scanning lens 2105c and the two folding mirrors (2106c and 2108c), thereby forming a light spot. The

また、光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204dからの光束は、走査レンズ2105d、及び折り返しミラー2106dを介して、感光体ドラム2030dに照射され、光スポットが形成される。   The light beam from the cylindrical lens 2204d deflected by the optical deflector 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030d through the scanning lens 2105d and the folding mirror 2106d, thereby forming a light spot.

各感光体ドラム上の光スポットは、光偏向器2104の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が、「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が、「副走査方向」である。   The light spot on each photosensitive drum moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum as the optical deflector 2104 rotates. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction”, and the rotation direction of the photosensitive drum is the “sub-scanning direction”.

光偏向器2104と各感光体ドラム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。   An optical system disposed on the optical path between the optical deflector 2104 and each photosensitive drum is also called a scanning optical system.

各同期検知センサは、光偏向器2104で偏向され対応する感光体ドラムに向かう光であって、書き込みに利用されない光を、対応する同期検知用ミラーを介して受光する。各同期検知センサは、受光光量に応じた信号を走査制御装置に出力する。走査制御装置は、各同期検知センサの出力信号に基づいて、対応する感光体ドラムへの書き込み開始タイミングを求める。   Each synchronization detection sensor receives light, which is deflected by the optical deflector 2104 and travels toward the corresponding photosensitive drum and is not used for writing, via the corresponding synchronization detection mirror. Each synchronization detection sensor outputs a signal corresponding to the amount of received light to the scanning control device. The scanning control device obtains the writing start timing to the corresponding photosensitive drum based on the output signal of each synchronization detection sensor.

ここで、面発光レーザアレイ100の各発光部について説明する。   Here, each light emitting part of the surface emitting laser array 100 will be described.

図8は、1つの発光部の中心、及び該発光部に対応するボンディングパッドの中心を含み、z軸に平行な平面で切断したときの切断図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the z-axis, including the center of one light emitting unit and the center of a bonding pad corresponding to the light emitting unit.

各発光部は、発振波長が780nm帯の面発光レーザであり、基板101、下部半導体DBR103、下部スペーサ層104、活性層105、上部スペーサ層106、上部半導体DBR107、コンタクト層109、誘電体層110、層間絶縁膜111、p側電極113、n側電極114、及び断線防止部材115などを有している。すなわち、面発光レーザアレイ100は、複数の面発光レーザが集積されたものである。   Each light emitting unit is a surface emitting laser having an oscillation wavelength of 780 nm, and includes a substrate 101, a lower semiconductor DBR 103, a lower spacer layer 104, an active layer 105, an upper spacer layer 106, an upper semiconductor DBR 107, a contact layer 109, and a dielectric layer 110. , An interlayer insulating film 111, a p-side electrode 113, an n-side electrode 114, a disconnection preventing member 115, and the like. In other words, the surface emitting laser array 100 is obtained by integrating a plurality of surface emitting lasers.

基板101は、n−GaAs単結晶基板である。   The substrate 101 is an n-GaAs single crystal substrate.

下部半導体DBR103は、基板101の+z側の面上にバッファ層(図示省略)を介して積層され、n−Al0.9Ga0.1Asからなる低屈折率層と、n−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層のペアを40.5ペア有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ20nmの組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の1/2を含んで、発振波長をλとするとλ/4の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ/4のとき、その層の実際の厚さDは、D=λ/4n(但し、nはその層の媒質の屈折率)である。 The lower semiconductor DBR 103 is stacked on the surface of the substrate 101 on the + z side via a buffer layer (not shown), and includes a low refractive index layer made of n-Al 0.9 Ga 0.1 As, n-Al 0. 40.5 pairs of high refractive index layers made of 3 Ga 0.7 As are provided. Between each refractive index layer, in order to reduce an electrical resistance, a composition gradient layer having a thickness of 20 nm in which the composition is gradually changed from one composition to the other composition is provided. Each refractive index layer includes 1/2 of the adjacent composition gradient layer, and is set to have an optical thickness of λ / 4 when the oscillation wavelength is λ. When the optical thickness is λ / 4, the actual thickness D of the layer is D = λ / 4n (where n is the refractive index of the medium of the layer).

下部スペーサ層104は、下部半導体DBR103の+z側に積層され、ノンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる層である。 The lower spacer layer 104 is laminated on the + z side of the lower semiconductor DBR 103 and is a layer made of non-doped Al 0.6 Ga 0.4 As.

活性層105は、下部スペーサ層104の+z側に積層され、Al0.12Ga0.88Asの量子井戸層及びAl0.3Ga0.7Asの障壁層からなる活性層である。 The active layer 105 is laminated on the + z side of the lower spacer layer 104 and is an active layer including a quantum well layer of Al 0.12 Ga 0.88 As and a barrier layer of Al 0.3 Ga 0.7 As.

上部スペーサ層106は、活性層105の+z側に積層され、ノンドープのAl0.6Ga0.4Asからなる層である。 The upper spacer layer 106 is stacked on the + z side of the active layer 105 and is a layer made of non-doped Al 0.6 Ga 0.4 As.

下部スペーサ層104と活性層105と上部スペーサ層106とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、隣接する組成傾斜層の1/2を含んで、その厚さが1波長の光学的厚さとなるように設定されている。なお、活性層105は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。   The portion composed of the lower spacer layer 104, the active layer 105, and the upper spacer layer 106 is also referred to as a resonator structure, and includes a half of the adjacent composition gradient layer, and has an optical thickness of one wavelength. It is set so as to be an appropriate thickness. The active layer 105 is provided at the center of the resonator structure at a position corresponding to the antinode in the standing wave distribution of the electric field so that a high stimulated emission probability can be obtained.

上部半導体DBR107は、上部スペーサ層106の+z側に積層され、p−Al0.9Ga0.1Asからなる低屈折率層とp−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層のペアを24ペア有している。各屈折率層の間には組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の1/2を含んで、λ/4の光学的厚さとなるように設定されている。 The upper semiconductor DBR 107 is laminated on the + z side of the upper spacer layer 106, and has a low refractive index layer made of p-Al 0.9 Ga 0.1 As and a high refractive index made of p-Al 0.3 Ga 0.7 As. It has 24 pairs of layers. A composition gradient layer is provided between the refractive index layers. Each refractive index layer is set to have an optical thickness of λ / 4 including 1/2 of the adjacent composition gradient layer.

上部半導体DBR107における低屈折率層の1つには、p−AlAsからなる被選択酸化層が厚さ30nmで挿入されている。この被選択酸化層の挿入位置は、上部スペーサ層106から2ペア目の低屈折率層中である。   In one of the low refractive index layers in the upper semiconductor DBR 107, a selective oxidation layer made of p-AlAs is inserted with a thickness of 30 nm. This selective oxidation layer is inserted in the second pair of low refractive index layers from the upper spacer layer 106.

コンタクト層109は、上部半導体DBR107の+z側に積層され、p−GaAsからなる層である。   The contact layer 109 is stacked on the + z side of the upper semiconductor DBR 107 and is a layer made of p-GaAs.

なお、このように基板101上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。   Note that a structure in which a plurality of semiconductor layers are stacked on the substrate 101 is also referred to as a “stacked body” for convenience in the following.

誘電体層110は、コンタクト層109の+z側に積層されている。誘電体層110の材料として、窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiO)、酸窒化シリコン(SiON)などを用いることができる。 The dielectric layer 110 is stacked on the + z side of the contact layer 109. As a material of the dielectric layer 110, silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO 2 ), silicon oxynitride (SiON), or the like can be used.

層間絶縁膜111の材料として、窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiO)、酸窒化シリコン(SiON)などを用いることができる。 As a material of the interlayer insulating film 111, silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO 2 ), silicon oxynitride (SiON), or the like can be used.

断線防止部材115としては、作業性の点から、塗布する際は液状であり、塗布後に硬化させることができる物質であることが好ましい。例えば、断線防止部材115として、いわゆるSOG(Spin On Glass)や、ポリイミド等の有機樹脂を用いることができる。   The disconnection preventing member 115 is preferably a substance that is liquid when applied and can be cured after application from the viewpoint of workability. For example, as the disconnection preventing member 115, an organic resin such as so-called SOG (Spin On Glass) or polyimide can be used.

SOGは、加熱することにより硬化させることができる。有機樹脂は、常温重合型、加熱重合型、光重合型があり、作業性の点から、光重合型の感光性ポリイミドであるPBO(ポリベンゾオキサゾール)が好ましい。SOGやポリイミドは、化学的に安定した材料であり、長期にわたり変質劣化することなく信頼性の高い断線防止部材として機能する。   SOG can be cured by heating. The organic resin includes a room temperature polymerization type, a heat polymerization type, and a photopolymerization type, and PBO (polybenzoxazole) which is a photopolymerization type photosensitive polyimide is preferable from the viewpoint of workability. SOG and polyimide are chemically stable materials, and function as highly reliable disconnection preventing members without deterioration over time.

次に、面発光レーザアレイ100の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the surface emitting laser array 100 will be described.

(1)上記積層体を有機金属気相成長法(MOCVD法)あるいは分子線エピタキシャル成長法(MBE法)による結晶成長によって作成する(図9(A)参照)。 (1) The laminate is formed by crystal growth by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE) (see FIG. 9A).

ここでは、III族の原料には、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルガリウム(TMG)、トリメチルインジウム(TMI)を用い、V族の原料には、フォスフィン(PH)、アルシン(AsH)を用いている。また、p型ドーパントの原料には四臭化炭素(CBr)、ジメチルジンク(DMZn)を用い、n型ドーパントの原料にはセレン化水素(HSe)を用いている。 Here, trimethylaluminum (TMA), trimethylgallium (TMG), and trimethylindium (TMI) are used as Group III materials, and phosphine (PH 3 ) and arsine (AsH 3 ) are used as Group V materials. ing. Further, carbon tetrabromide (CBr 4 ) and dimethyl zinc (DMZn) are used as the raw material for the p-type dopant, and hydrogen selenide (H 2 Se) is used as the raw material for the n-type dopant.

(2)積層体の表面にプラズマCVD法により誘電体層110を形成する(図9(B)参照)。 (2) A dielectric layer 110 is formed on the surface of the stacked body by a plasma CVD method (see FIG. 9B).

(3)誘電体層110の表面に、メサ領域及びボンディングパッド領域のパターンを含むレジストマスクを形成する。 (3) A resist mask including a pattern of a mesa region and a bonding pad region is formed on the surface of the dielectric layer 110.

(4)上記レジストマスクを用いて、ウェットエッチング法で、誘電体層110を除去する。 (4) The dielectric layer 110 is removed by wet etching using the resist mask.

(5)上記レジストマスクを用いて、誘導結合型(ICP)ドライエッチング法で、半導体層をエッチングする。なお、メサ側壁の形状及びテーパ角θは、エッチング条件によって調整することができる。ここでは、一例として、コンタクト層109からエッチング底面までほぼ直線状となるようにした。また、エッチング底面は下部スペーサ層104中に位置するようにした。そして、このときのエッチング深さをLとする。 (5) Using the resist mask, the semiconductor layer is etched by an inductively coupled (ICP) dry etching method. Note that the shape of the mesa side wall and the taper angle θ can be adjusted according to the etching conditions. Here, as an example, the contact layer 109 is almost linear from the etching bottom. The bottom surface of the etching is positioned in the lower spacer layer 104. The etching depth at this time is L.

(6)レジストマスクを除去する(図10(A)参照)。 (6) The resist mask is removed (see FIG. 10A).

(7)水蒸気中で熱処理する。ここでは、メサの外周部から被選択酸化層108中のAlが選択的に酸化される。そして、メサの中央部に、Alの酸化層108aによって囲まれた酸化されていない領域108bを残留させる(図10(B)参照)。これにより、発光部の駆動電流の経路をメサの中央部だけに制限する、酸化狭窄構造体が作成される。上記酸化されていない領域108bが電流通過領域(電流注入領域)である。 (7) Heat treatment in water vapor. Here, Al in the selective oxidation layer 108 is selectively oxidized from the outer periphery of the mesa. Then, an unoxidized region 108b surrounded by the Al oxide layer 108a is left in the center of the mesa (see FIG. 10B). As a result, an oxidized constriction structure that restricts the drive current path of the light-emitting portion to only the central portion of the mesa is created. The non-oxidized region 108b is a current passage region (current injection region).

(8)プラズマCVD法を用いて、層間絶縁膜111を全面に形成する(図11(A)参照)。 (8) An interlayer insulating film 111 is formed on the entire surface by plasma CVD (see FIG. 11A).

(9)スピン法あるいはディップ法を用いて、断線防止部材115をメサ底部に塗布した後、該断線防止部材115を硬化させる(図11(B)参照)。ここでは、断線防止部材115として、PBO(ポリベンゾオキサゾール)を用いている。 (9) After applying the disconnection preventing member 115 to the bottom of the mesa by using a spin method or a dip method, the disconnection preventing member 115 is cured (see FIG. 11B). Here, PBO (polybenzoxazole) is used as the disconnection preventing member 115.

この際、断線防止部材115が、メサ側壁の全面ではなく、メサ底面からの高さがL/2以下のところに形成されるように、断線防止部材115の粘度を調整して塗布したり、硬化後にエッチバックを行なう。なお、メサ底面からの高さがL/2以上のところまで断線防止部材115が形成されると、硬化時の収縮による応力がメサ内部へ作用し、該内部の結晶欠陥を誘発し、信頼性や寿命に影響するおそれがある(図12参照)。ここでは、更に、断線防止部材115の高さが上部スペーサ層106の+z側の面、すなわち、共振器構造体の高さ以下となるように設定されている。   At this time, the disconnection preventing member 115 is applied by adjusting the viscosity of the disconnection preventing member 115 so that the height from the bottom surface of the mesa is not L / 2 or less rather than the entire surface of the mesa side wall. Etch back after curing. When the disconnection preventing member 115 is formed up to a height of L / 2 or more from the bottom of the mesa, stress due to shrinkage during curing acts on the inside of the mesa, inducing crystal defects inside the mesa, and reliability. Or the life may be affected (see FIG. 12). Here, the height of the disconnection prevention member 115 is further set to be equal to or lower than the surface of the upper spacer layer 106 on the + z side, that is, the height of the resonator structure.

この断線防止部材115は、メサ側壁の一部に接し、メサ側壁からメサ底面に移行する領域を滑らかにする。また、断線防止部材115は、表面が曲面であり、メサ側壁からの距離が大きくなるにつれて高さが低くなる。   The disconnection preventing member 115 is in contact with a part of the mesa side wall and smoothes a region that transitions from the mesa side wall to the mesa bottom surface. The disconnection preventing member 115 has a curved surface, and the height decreases as the distance from the mesa side wall increases.

(10)レーザ光の射出面となるメサ上部に、いわゆる窓開けを行うためのエッチングマスクを作成する。 (10) An etching mask for opening a so-called window is formed on the upper part of the mesa serving as a laser beam emission surface.

(11)BHFにて層間絶縁膜111及び誘電体層110をエッチングする。 (11) The interlayer insulating film 111 and the dielectric layer 110 are etched with BHF.

(12)エッチングマスクを除去する(図13(A)参照)。 (12) The etching mask is removed (see FIG. 13A).

(13)メサ上面の周囲領域、ボンディングパッド領域、該2つの領域を結ぶ配線領域を含むレジストパターンを形成する。 (13) A resist pattern including a peripheral region on the upper surface of the mesa, a bonding pad region, and a wiring region connecting the two regions is formed.

(14)p側の電極材料の蒸着を行なう。p側の電極材料としてはCr/AuZn/Auからなる多層膜、もしくはTi/Pt/Auからなる多層膜が用いられる。多層膜の膜厚は、700nm〜900nmである。 (14) Evaporate the electrode material on the p side. As the electrode material on the p side, a multilayer film made of Cr / AuZn / Au or a multilayer film made of Ti / Pt / Au is used. The film thickness of the multilayer film is 700 nm to 900 nm.

(15)レジストパターンを有機溶剤で溶解し除去する(図13(B)参照)。これにより、p側電極113が形成される。メサ上面のp側電極113で囲まれた領域が射出領域である。 (15) The resist pattern is dissolved and removed with an organic solvent (see FIG. 13B). Thereby, the p-side electrode 113 is formed. An area surrounded by the p-side electrode 113 on the upper surface of the mesa is an emission area.

(16)基板101の裏側を所定の厚さ(例えば100μm程度)まで研磨した後、n側電極114を形成する(図14参照)。ここでは、n側電極114はAuGe/Ni/Auからなる多層膜である。 (16) After polishing the back side of the substrate 101 to a predetermined thickness (for example, about 100 μm), an n-side electrode 114 is formed (see FIG. 14). Here, the n-side electrode 114 is a multilayer film made of AuGe / Ni / Au.

(17)アニールによって、p側電極113とn側電極114のオーミック導通をとる。これにより、メサは発光部となる。 (17) Ohmic conduction is established between the p-side electrode 113 and the n-side electrode 114 by annealing. Thereby, the mesa becomes a light emitting part.

(18)チップ毎に切断し、それぞれパッケージに実装する。 (18) Cut for each chip and mount each on a package.

このようにして製造された面発光レーザアレイ100では、メサ上面とボンディングパッドとの間に3μm〜5μmの段差が存在しているが、メサ底部に断線防止部材115が設けられているため、いずれの発光部においても断線はみられなかった。   In the surface emitting laser array 100 manufactured in this way, a step of 3 μm to 5 μm exists between the mesa upper surface and the bonding pad. However, since the disconnection preventing member 115 is provided on the mesa bottom, No disconnection was observed in the light emitting part.

以上説明したように、本実施形態に係る面発光レーザアレイ100によると、各発光部は、基板101、下部半導体DBR103、下部スペーサ層104、活性層105、上部スペーサ層106、上部半導体DBR107、コンタクト層109、誘電体層110、層間絶縁膜111、p側電極113、n側電極114、及び断線防止部材115などを有している。   As described above, according to the surface emitting laser array 100 according to the present embodiment, each light emitting unit includes the substrate 101, the lower semiconductor DBR 103, the lower spacer layer 104, the active layer 105, the upper spacer layer 106, the upper semiconductor DBR 107, and the contact. A layer 109, a dielectric layer 110, an interlayer insulating film 111, a p-side electrode 113, an n-side electrode 114, a disconnection preventing member 115, and the like are included.

断線防止部材115は、メサ底部に設けられ、メサ側壁からメサ底面に移行する領域を滑らかにする。この場合は、配線部材のカバレージの不足を抑制することができる。   The disconnection prevention member 115 is provided on the mesa bottom, and smoothes the region that transitions from the mesa side wall to the mesa bottom surface. In this case, lack of coverage of the wiring member can be suppressed.

また、断線防止部材115は、メサ側壁の全面ではなく、メサ底面からの高さがL/2以下のところに形成されている。この場合は、断線防止部材115が硬化する際の収縮によってメサ内部で結晶欠陥が誘発されるのを抑制することができる。   The disconnection preventing member 115 is formed not at the entire surface of the mesa side wall but at a height of L / 2 or less from the mesa bottom surface. In this case, it is possible to suppress a crystal defect from being induced inside the mesa due to shrinkage when the disconnection preventing member 115 is cured.

そこで、断線や寿命低下を抑制することができる。従って、面発光レーザアレイ100の製造歩留まりが向上し、低コスト化を図ることが可能となる。   Therefore, disconnection and life reduction can be suppressed. Therefore, the manufacturing yield of the surface emitting laser array 100 is improved, and the cost can be reduced.

また、面発光レーザアレイ100では、複数の発光部(面発光レーザ)の集積度を高くすることができる。   In the surface emitting laser array 100, the degree of integration of a plurality of light emitting units (surface emitting lasers) can be increased.

光走査装置2010は、各光源が面発光レーザアレイ100を有しているため、安定した光走査を行うことができる。   Since each light source has the surface emitting laser array 100, the optical scanning device 2010 can perform stable optical scanning.

そして、カラープリンタ2000は、光走査装置2010を備えているため、結果として安定した画像形成を行うことができる。   Since the color printer 2000 includes the optical scanning device 2010, stable image formation can be performed as a result.

ところで、面発光レーザアレイ100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で感光体ドラム上では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。   By the way, in the surface emitting laser array 100, since the intervals between the light emitting portions when the respective light emitting portions are orthogonally projected onto the virtual line extending in the sub-scanning corresponding direction are equal intervals d2, the lighting timing is adjusted to adjust the light emitting portions on the photosensitive drum. Then, it can be considered that the configuration is the same as that in the case where the light emitting units are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction.

そして、例えば、上記間隔d2を2.65μm、光走査装置2010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(図7参照)を狭くして間隔d2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、発光部の点灯のタイミングで容易に制御できる。   For example, if the distance d2 is 2.65 μm and the magnification of the optical system of the optical scanning device 2010 is doubled, high-density writing of 4800 dpi (dots / inch) can be performed. Of course, the number of light emitting portions in the direction corresponding to the main scanning is increased, the arrangement of the arrays in which the pitch d1 (see FIG. 7) in the direction corresponding to the sub scanning is narrowed to further reduce the interval d2, and the magnification of the optical system is decreased. For example, higher density can be achieved and higher quality printing becomes possible. Note that the writing interval in the main scanning direction can be easily controlled by the lighting timing of the light emitting unit.

また、この場合には、カラープリンタ2000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。   In this case, the color printer 2000 can perform printing without decreasing the printing speed even if the writing dot density increases. Further, when the writing dot density is the same, the printing speed can be further increased.

また、面発光レーザアレイ100の寿命が向上するので、書き込みユニットもしくは光源ユニットの再利用が可能となる。   Further, since the lifetime of the surface emitting laser array 100 is improved, the writing unit or the light source unit can be reused.

なお、上記実施形態では、メサ構造を形成する工程(5)において、コンタクト層109からエッチング底面までほぼ直線状となるようにエッチング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。   In the above-described embodiment, the case where the mesa structure is formed in the step (5) of etching so as to be substantially linear from the contact layer 109 to the bottom surface of the etching is not limited to this.

例えば、エッチング条件が途中で変化し、図15(A)に示されるように、メサ壁面のテーパ角が途中でθ1からθ2(>θ1)に変化しても良い。この場合、テーパ角がθ2の領域では、従来、配線部材のカバレージ不足が発生しやすかったが、図15(B)に示されるように、断線防止部材115を設けることにより、テーパ角がθ2の領域での配線部材のカバレージ不足を抑制することが可能となった。   For example, the etching conditions may change during the process, and the taper angle of the mesa wall surface may change from θ1 to θ2 (> θ1) during the process as shown in FIG. In this case, in the region where the taper angle is θ2, conventionally, the wiring member is likely to be insufficiently covered. However, as shown in FIG. 15B, by providing the disconnection preventing member 115, the taper angle is θ2. It became possible to suppress the shortage of wiring member coverage in the region.

また、エッチング条件が途中で変化し、図16(A)に示されるように、メサ底部にノッチが形成されても良い。この場合、メサ底部では、従来、配線部材のカバレージ不足が発生しやすかったが、図16(B)に示されるように、断線防止部材115を設けることにより、メサ底部での配線部材のカバレージ不足を抑制することが可能となった。   Further, the etching conditions may change midway, and a notch may be formed at the bottom of the mesa as shown in FIG. In this case, the coverage of the wiring member has conventionally been liable to occur at the bottom of the mesa. However, as shown in FIG. 16B, by providing the disconnection preventing member 115, the coverage of the wiring member at the bottom of the mesa is insufficient. Can be suppressed.

また、上記実施形態において、一例として図17に示されるように、複数の発光部の周囲にダミーメサが形成されている場合、発光部とダミーメサとの間のメサ底部、及びダミーメサとボンディングパッドとの間のメサ底部に、それぞれ断線防止部材115を設けることにより、配線部材のカバレージ不足を生じることなく、発光部のメサ上面からの配線部材をダミーメサを経由してボンディングパッドに向かわせることができる(図18参照)。   Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 17 as an example, when a dummy mesa is formed around a plurality of light emitting units, the mesa bottom between the light emitting unit and the dummy mesa, and the dummy mesa and the bonding pad By providing the disconnection preventing member 115 at each mesa bottom, the wiring member from the mesa upper surface of the light emitting portion can be directed to the bonding pad via the dummy mesa without causing insufficient coverage of the wiring member ( (See FIG. 18).

また、上記実施形態において、高次横モードの発振を制御しつつ、偏光方向を安定させることを目的として、一例として図19に示されるように、射出領域内に、該射出領域の中心部から外れた部分の反射率が射出領域の中心部の反射率よりも低くなるように、光学的に透明な誘電体膜(116、117)が形成されていても良い。   Further, in the above embodiment, for the purpose of stabilizing the polarization direction while controlling the oscillation of the high-order transverse mode, as shown in FIG. 19 as an example, from the center of the emission region, as shown in FIG. An optically transparent dielectric film (116, 117) may be formed so that the reflectance of the detached portion is lower than the reflectance of the central portion of the emission region.

また、上記実施形態において、一例として図20に示されるように、メサ底面の中央部では断線防止部材115がなくても良い。   Moreover, in the said embodiment, as FIG. 20 shows as an example, the disconnection prevention member 115 does not need to be in the center part of a mesa bottom face.

また、上記実施形態では、面発光レーザアレイが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。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a surface emitting laser array had 32 light emission parts, it is not limited to this.

また、上記実施形態では、各光源が面発光レーザアレイ100を有する場合について説明したが、これに限らず、各光源が面発光レーザアレイ100と同様にして作成され、発光部が1つの面発光レーザ素子を有していても良い。   Moreover, although the case where each light source has the surface emitting laser array 100 has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and each light source is created in the same manner as the surface emitting laser array 100 and the light emitting unit has one surface emitting. You may have a laser element.

また、上記実施形態では、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。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the oscillation wavelength of a light emission part was a 780 nm band, it is not limited to this. The oscillation wavelength of the light emitting unit may be changed according to the characteristics of the photoreceptor.

また、面発光レーザアレイ100は、画像形成装置以外の用途に用いることができる。その場合には、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。   Further, the surface emitting laser array 100 can be used for applications other than the image forming apparatus. In that case, the oscillation wavelength may be a wavelength band such as a 650 nm band, an 850 nm band, a 980 nm band, a 1.3 μm band, and a 1.5 μm band depending on the application.

また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタ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く、単色のプリンタであっても良い。   In the above embodiment, the case of a color printer as the image forming apparatus has been described.

また、上記実施形態では、トナー画像を記録紙に転写する画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、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。   In the above-described embodiment, the image forming apparatus that transfers the toner image to the recording paper has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the laser beam is directly applied to a medium (for example, paper) that develops color by laser light. May be an image forming apparatus that emits light.

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。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

100…面発光レーザアレイ、101…基板、103…下部半導体DBR(下部反射鏡)、104…下部スペーサ層(共振器構造体の一部)、105…活性層、106…上部スペーサ層(共振器構造体の一部)、107…上部半導体DBR(上部反射鏡)、109…コンタクト層、110…誘電体層、111…層間絶縁膜、113…p側電極、114…n側電極、115…断線防止部材、2000…カラープリンタ、2010…光走査装置、2030a〜2030d…感光体ドラム、2104…光偏向器、2200a〜2200d…光源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Surface emitting laser array, 101 ... Substrate, 103 ... Lower semiconductor DBR (lower reflector), 104 ... Lower spacer layer (part of resonator structure), 105 ... Active layer, 106 ... Upper spacer layer (resonator) Part of structure), 107: upper semiconductor DBR (upper reflecting mirror), 109: contact layer, 110: dielectric layer, 111: interlayer insulating film, 113: p-side electrode, 114: n-side electrode, 115: disconnection Preventing member, 2000 ... color printer, 2010 ... optical scanning device, 2030a to 2030d ... photosensitive drum, 2104 ... optical deflector, 2200a to 2200d ... light source.

特許第4836258号公報Japanese Patent No. 4836258 特開2006−086498号公報JP 2006-086498 A 特開2003−249719号公報JP 2003-249719 A 特許第4752201号公報Japanese Patent No. 4752201 特開2006−294885号公報JP 2006-294485 A 特開2006−202871号公報JP 2006-202871 A 特開2006−351777号公報JP 2006-351777 A 特開2008−112883号公報JP 2008-112883 A 特開2010−161224号公報JP 2010-161224 A

Claims (10)

基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、及び上部反射鏡が積層されているメサ構造の発光部を有する面発光レーザにおいて、
前記メサ構造における側壁の一部に接し、該側壁から底面に移行する領域を滑らかにする断線防止部材が設けられていることを特徴とする面発光レーザ。
In a surface emitting laser having a light emitting part of a mesa structure in which a lower reflecting mirror, a resonator structure including an active layer, and an upper reflecting mirror are stacked on a substrate,
A surface emitting laser comprising a disconnection preventing member that is in contact with a part of a side wall of the mesa structure and smoothes a region that transitions from the side wall to the bottom surface.
前記断線防止部材は、前記側壁からの距離が大きくなるにつれて高さが低くなることを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザ。   The surface emitting laser according to claim 1, wherein the disconnection preventing member has a height that decreases as the distance from the side wall increases. 前記断線防止部材は、表面が曲面であることを特徴とする請求項2に記載の面発光レーザ。   The surface emitting laser according to claim 2, wherein a surface of the disconnection preventing member is a curved surface. 前記断線防止部材の前記メサ構造の底面からの高さは、前記メサ構造の高さの1/2倍以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の面発光レーザ。   The surface light emission according to any one of claims 1 to 3, wherein a height of the disconnection preventing member from a bottom surface of the mesa structure is 1/2 times or less of a height of the mesa structure. laser. 前記断線防止部材の前記メサ構造の底面からの高さは、前記共振器構造体の高さ以下であることを特徴とする請求項4に記載の面発光レーザ。   The surface emitting laser according to claim 4, wherein a height of the disconnection preventing member from a bottom surface of the mesa structure is equal to or less than a height of the resonator structure. 前記断線防止部材の材料は、SOG(Spin On Glass)又は有機樹脂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面発光レーザ。   The surface emitting laser according to any one of claims 1 to 5, wherein a material of the disconnection preventing member is SOG (Spin On Glass) or an organic resin. 前記有機樹脂はポリイミドであることを特徴とする請求項6に記載の面発光レーザ。   The surface emitting laser according to claim 6, wherein the organic resin is polyimide. 前記ポリイミドはPBO(ポリペンゾオキサゾール)であることを特徴とする請求項7に記載の面発光レーザ。   The surface emitting laser according to claim 7, wherein the polyimide is PBO (polybenzoxazole). 請求項1〜8のいずれか一項に記載の面発光レーザが集積された面発光レーザアレイ。   A surface-emitting laser array in which the surface-emitting lasers according to any one of claims 1 to 8 are integrated. 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1〜8のいずれか一項に記載の面発光レーザ、又は請求項9に記載の面発光レーザアレイを有する光源と、
前記光源からの光を偏向する光偏向器と、
前記光偏向器で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備える光走査装置。
An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light,
A light source comprising the surface emitting laser according to any one of claims 1 to 8, or the surface emitting laser array according to claim 9.
An optical deflector for deflecting light from the light source;
An optical scanning device comprising: a scanning optical system that condenses the light deflected by the optical deflector onto the surface to be scanned.
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