JP2015012101A - 光学モジュール、光走査装置、画像形成装置、及び光学モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パッケージ体と保持体とが溶接されるとき、接合材の破損を防止でき、封止不良の発生を防止できる光学モジュールを提供する。【解決手段】 光源装置４００は、面発光レーザアレイチップ４０及びフォトダイオード６０が実装されるパッケージ１０を含むパッケージ体と、光の少なくとも一部を透過させるカバーガラス４１を接合材を介して保持するリッド２０を含む保持体とが溶接されるとき、パッケージ１０及びリッド２０のいずれにも接する熱伝導部材７０を備えている。この場合、パッケージ体と保持体とが溶接されるとき、接合材の破損を防止でき、封止不良の発生を防止できる。【選択図】図１２

Description

本発明は、光学モジュール、光走査装置、画像形成装置、及び光学モジュールの製造方法に係り、更に詳しくは、光学素子が実装されるパッケージ体と光透過窓部材を保持する保持体とが溶接される光学モジュール、該光学モジュールを備える光走査装置、該光走査装置を備える画像形成装置、及び前記光学モジュールの製造方法に関する。

従来、半導体素子（光学素子）が実装されるベース部材を含むベース体と、封着用ガラス（接合材）を介してレンズを保持するキャップ部材を含む保持体とが溶接される気密封止パッケージが知られている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されている気密封止パッケージでは、ベース体と保持体とが溶接されるとき、封着用ガラスが破損し、封止不良が発生するおそれがあった。

本発明は、少なくとも１つの光学素子が実装されるパッケージを含むパッケージ体と、光の少なくとも一部を透過させる光透過窓部材を接合材を介して保持する保持部材を含む保持体とが溶接される光学モジュールにおいて、前記パッケージ体と前記保持体とが溶接されるとき、前記パッケージ及び前記保持部材のいずれにも接する少なくとも１つの熱伝導体を備えることを特徴とする光学モジュールである。

これによれば、パッケージ体と保持体とが溶接されるとき、接合材の破損を防止でき、封止不良の発生を防止できる。

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。 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。 図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ図１における光走査装置を説明するための図（その２及びその３）である。 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。 比較例１の光源装置を説明するための図である。 比較例１の面発光レーザアレイチップを説明するための図である。 比較例２の光源装置を説明するための図（その１）である。 比較例２の光源装置を説明するための図（その２）である。 比較例３の光源装置を説明するための図（その１）である。 比較例３の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例１の光源装置を説明するための図（その１）である。 実施例１の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例１の面発光レーザアレイチップにおける発光部の配列を説明するための図である。 実施例１の光源装置における熱の流れを説明するための図である。 比較例３の光源装置における熱の流れを説明するための図である。 実施例２の光源装置を説明するための図である。 実施例３の光源装置を説明するための図（その１）である。 実施例３の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例４の光源装置を説明するための図（その１）である。 実施例４の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例５の光源装置を説明するための図（その１）である。 実施例５の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例６の光源装置を説明するための図（その１）である。 実施例６の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例７の光源装置を説明するための図である。 実施例８の光源装置を説明するための図（その１）である。 実施例８の光源装置を説明するための図（その２）である。 実施例９の光源装置を説明するための図である。 図２９（Ａ）は、実施例１０の受光装置を説明するための図であり、図２９（Ｂ）は、実施例１１の受光装置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２９（Ｂ）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。

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）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、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。

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Ｘ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＺ軸方向として説明する。

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。

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、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ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。

感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、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。

感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、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。

感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、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。

感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、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。

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。なお、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。

光走査装置２０１０は、一例として図２〜図４に示されるように、４つの光源装置（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）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。なお、図２では、光源装置２２００ａ、カップリングレンズ２２０１ａ、開口板２２０２ａ、シリンドリカルレンズ２２０４ａ、走査レンズ２１０５ａ、光源装置２２００ｄ、カップリングレンズ２２０１ｄ、開口板２２０２ｄ、シリンドリカルレンズ２２０４ｄ、走査レンズ２１０５ｄの図示は、省略されている。

なお、以下では、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。

光源装置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。

光源装置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。

光源装置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。

光源装置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。

各光源装置の構成については、後に詳述する。

各カップリングレンズは、対応する光源装置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。

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。

各シリンドリカルレンズは、対応する光源ユニットから射出された光束を、光偏向器２１０４の偏光反射面近傍にＹ軸方向に関して結像する。

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面の偏光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光され、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光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。

光偏向器２１０４で偏光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。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ａの長手方向に移動する。

また、光偏向器２１０４で偏光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。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｂの長手方向に移動する。

また、光偏向器２１０４で偏光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。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｃの長手方向に移動する。

また、光偏向器２１０４で偏光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。この光スポットは、光偏向器２１０４の回転に伴って感光体ドラム２０３０ｄの長手方向に移動する。

各感光体ドラムにおける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。以下では、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」、副走査方向に対応する方向を「副走査方向」と略述する。

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。

４つの光源装置（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）は、一例として、実質的に同一の構成を有している。そこで、以下では、各光源装置（光学モジュール）を、光源装置２２００と総称する。

ここで、本実施形態の光源装置２２００に先立って、幾つかの比較例の光源装置について説明する。

図５には、比較例１の光源装置１００が側面図にて示されており、図６には、光源装置１００が有する発光素子としての面発光レーザアレイチップ１１０及びカバーガラス１１４が斜視図にて示されている。

図６に示されるように、複数の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が主走査対応方向（ｙ軸方向）及び副走査対応方向（ｚ軸方向）にモノリシックに２次元配列された面発光レーザアレイチップ１１０は、放射状にリード端子が配備されたフラットパッケージ１１２に、配列面（射出面）がフラットパッケージ１１２の厚さ方向（ｘ軸方向）の端面（ｙｚ平面に平行な面）と平行となるように、すなわち射出方向が＋ｘ方向となるようにフラットパッケージ１１２の中央部に搭載されている。面発光レーザアレイチップ１１０は、フラットパッケージ１１２に取り付けられたカバーガラス１１４によって封止されている。

図５に示されるように、面発光レーザアレイチップ１１０の＋ｘ側には、アパーチャミラー１１６が配置され、該アパーチャミラー１１６の＋ｘ側には、カップリングレンズ１１８が配置されている。

カップリングレンズ１１８は、その光軸（ｘ軸）に直交する面（ｙｚ平面）内において該光軸に対して複数のＶＣＳＥＬが対称な配列となり、かつ各ＶＣＳＥＬからのビームが平行光束となるように位置調整されている。

アパーチャミラー１１６は板状に形成され、面発光レーザアレイチップ１１０側（−ｘ側）の面は反射面をなし、カップリングレンズ１１８の光軸と直交する面（ｙｚ平面）に対して主走査対応方向（ｙ軸方向）に所定角度４５°だけ傾斜して配置されている。アパーチャミラー１１６の中央部には光束径よりも小さい径の開口が設けられ、該開口を通過した光束は、カップリングレンズ１１８を介して図示しないポリゴンミラーへ向かい、上記反射面で反射された周辺光は収束レンズ１２０、ミラー１２２を介して光検出器１２４に導かれる。上記ポリゴンミラー各面での走査開始後、画像領域に至るまでの時間を利用して、複数のＶＣＳＥＬが順次点灯され各々のビーム強度が光検出器１２４で検出され、基準値と比較され各ＶＣＳＥＬの出力が所定値となるように注入電流がセットされる。セットされた注入電流は次の検出時まで保持され、各ＶＣＳＥＬのビーム強度が一定に保たれる。

光検出器１２４は、面発光レーザアレイチップ１１０が実装された制御基板１２６上に実装され、外部ノイズ等による検出信号への影響がないようにしている。制御基板１２６には、各ＶＣＳＥＬの発光パワーを一定に保持するためのパワー制御回路１２８や画像情報に応じて複数のＶＣＳＥＬを各々変調する駆動回路１３０が形成され、カップリングレンズ１１８とともに一体的に保持されている。

ところで、面発光レーザアレイチップ１１０の複数のＶＣＳＥＬは、主走査対応方向及び副走査対応方向に２次元配列、すなわちｙｚ平面に平行に２次元配列されているため、各ＶＣＳＥＬから＋ｘ方向に射出されアパーチャミラー１１６の開口を介したビームの一部がｙｚ平面に平行なカバーガラス１１４で反射され、その反射光が該ＶＣＳＥＬに戻り、該ＶＣＳＥＬで光量変動が発生してしまう。

そこで、発明者らは、図７及び図８に示される比較例２の光源装置２００を作製した。光源装置２００では、カバーガラス２１０がフラットパッケージであるセラミックパッケージ２１２に直接傾けて取り付けられることで、戻り光の影響が低減され、装置の小型化が図られている。なお、図７は、光源装置２００の斜視図であり、図８は、図７のＡ−Ａ断面図である。

詳述すると、光源装置２００では、セラミックパッケージ２１２に形成された凹部２１２ａの底面に複数のＶＣＳＥＬを含む面発光レーザアレイチップ２１４（発光素子）が実装されている。そして、透明な板材であるカバーガラス２１０が、面発光レーザアレイチップ２１４の射出方向に対して傾けられた状態で凹部２１２ａ内に配置されている。

この場合、面発光レーザアレイチップ２１４から射出された複数の光それぞれの一部はカバーガラス２１０を通過し、残部はカバーガラス２１０で入射方向に交差する方向に反射される。この結果、面発光レーザアレイチップ２１４から射出されカバーガラス２１０で反射された光が該面発光レーザアレイチップ２１４に戻ることが抑制され、各ＶＣＳＥＬでの光量変動が防止される。

ところで、近年、組み付けの簡易性、コストダウンの要求から受光素子もパッケージ内に組み込むことが試みられている。

発光素子と受光素子をパッケージ内に組み込む場合、発光素子から射出されカバーガラスで反射された光（反射光）を受光素子で受光するためには、カバーガラスをパッケージからある程度離れた位置に配置して、反射光の反射角度を稼ぐ必要がある。

そこで、発明者らは、図９及び図１０に示される比較例３の光源装置３００を作製した。なお、図９は、光源装置３００の平面図であり、図１０は、図９のＢ−Ｂ線断面図である。

光源装置３００では、図１０に示されるように、透明な板材であるカバーガラス３１０を接合材（例えば低融点ガラス）を介して保持するリッド３１２（キャップ又はカバーともいう）が、フラットパッケージであるセラミックパッケージ３１４に接合部材３２２を介して取り付けられている。

また、光源装置３００では、セラミックパッケージ３１４に形成された凹部３１４ａ内に、複数のＶＣＳＥＬを含む面発光レーザアレイチップ３１６（発光素子）と受光素子３１８が実装されている。カバーガラス３１０は、発光素子の射出方向に対して傾斜した状態でリッド３１２に保持されている。

なお、凹部３１４ａにおける面発光レーザアレイチップ３１６の周囲部には、複数の接続端子３２０が設けられ、該複数の接続端子３２０は、ボンディングワイヤを介して面発光レーザアレイチップ３１６に接続されている（図９参照）。

ここで、セラミックパッケージ３１４とリッド３１２は、それぞれ接合部材３２２にシーム溶接されることで封着され、密封の信頼性がある程度確保されているが、封着工程での発熱により、カバーガラス３１０とこれを保持するリッド３１２との間の熱膨張差による熱応力の影響で、カバーガラス３１０とリッド３１２とを接合している接合材に亀裂が発生し、密封の信頼性が低下していた。

この場合、封着工程での溶接時の電流を下げれば発熱を抑えることができるが、溶接部の信頼性が落ちてしまう。

そこで、発明者らは、本実施形態の光源装置２２００の一例である実施例１の光源装置４００を開発するに至った。以下では、図１１等に示されるａｂｃ３次元直交座標系を適宜用いて説明する。なお、ここでは、ａ軸方向が主走査対応方向であり、ｂ軸方向が副走査対応方向である。

図１１は、光源装置４００の平面図である。図１２は、図１１のＣ−Ｃ線断面図である。

光源装置４００は、一例として、図１２に示されるように、パッケージ１０、リッド２０（キャップ又はカバーともいう）、面発光レーザアレイチップ４０、カバーガラス４１、フォトダイオード６０、熱伝導体としての熱伝導部材７０などを有している。

パッケージ１０は、一例として、複数のセラミックス層が積層されて形成されたＣＬＣＣ（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｌｅａｄｅｄ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ）と呼ばれる放熱性に優れた小型のフラットパッケージである。パッケージ１０は、一例として、平面形状（＋ｃ側から見た形状）が例えば一辺の長さＬ（例えば１３ｍｍ）の正方形であって、厚さＭ（例えば２ｍｍ）の略直方体形状の外形を有している（図１１及び図１２参照）。ここでは、パッケージ１０の主成分は、アルミナである。

詳述すると、パッケージ１０は、一例として、複数のセラミックス層と、該セラミックス層内に絶縁された状態で配設された複数のメタライズ配線部材（リード配線）とを有している。なお、パッケージ１０の材料としては、絶縁性を有する材料であれば、セラミックス以外であっても良く、耐熱性及び放熱性に優れたものがより好ましい。

パッケージ１０は、一例として、図１２に示されるように、ａｂ平面に平行に配置されており、中央に段付き凹部１０ａが形成されている。この段付き凹部１０ａは、キャビティ領域とも呼ばれる。ここでは、段付き凹部１０ａの段数は、３となっている。すなわち、キャビティ領域には、ｃ軸方向の異なる３つの位置に３つのキャビティ（凹み）が個別に形成されている。以下では、便宜上、３つのキャビティを、−ｃ側から＋ｃ側にかけて順に、第１キャビティ、第２キャビティ、第３キャビティとも称する。

そこで、パッケージ１０は、一例として、チップマウント部１１、フォトダイオードマウント部１２、パッケージ側二次電極領域１３などを有している。

チップマウント部１１は、第１キャビティの底面であり、面発光レーザアレイチップ４０が実装されている、チップマウント部１１には、金属膜が設けられている。この金属膜は、ダイアタッチエリアとも呼ばれており、共通電極になっている。

詳述すると、面発光レーザアレイチップ４０は、チップマウント部１１のほぼ中央であって、上記金属膜上に、ＡｕＳｎ等の半田材ペーストやＡｇ接着剤などを用いてダイボンドされている。すなわち、面発光レーザアレイチップ４０は、第１キャビティの底面に射出方向が＋ｃ方向となるように取り付けられている。面発光レーザアレイチップ４０の構成については、後に詳述する。

フォトダイオードマウント部１２は、一例として、第３キャビティの底面の＋ａ側のｂ軸方向の中央部であり、フォトダイオード６０が実装されている。フォトダイオード６０については、後に詳述する。

パッケージ側二次電極領域１３は、第２キャビティの底面であり、複数（例えば４０個）の接続端子９が配置されている（図１１参照）。これら複数（例えば４０個）の接続端子９は、複数の上記メタライズ配線部材と個別に接続されている。

パッケージ１０における第３キャビティの周囲部には、金めっき層（不図示）が形成され、該金めっき層上に、略正方形枠状（ロ字状）のシール部材３０（接合部材）が接合されている。ここでは、シール部材３０の材料として、パッケージ１０の材料であるセラミックと熱膨張率が近似するコバール（Ｋｏｖａｒ：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、ウェスチングハウス社の商品名）が用いられている。シール部材３０の表面には金めっきが施されている。シール部材３０は、銀ロウを用いて上記金めっき層に溶着（溶接）されている。なお、シール部材３０の材料は、適宜変更可能である。

リッド２０は、一例として、略シルクハット形状の金属製又は合金製の部材から成り、そのつば部２０ａがシール部材３０の＋ｃ側の面に溶接（例えばシーム溶接）によって接合されている。なお、リッド２０のつば部２０ａ以外の部分である本体部２０ｂの形状は、略円筒形状に限らず、例えば略角筒柱状であってもよい。ここでは、リッド２０の材料として、前述したコバールが用いられている。なお、リッド２０の材料は、適宜変更可能である。

リッド２０の＋ｃ側の壁は、一例として、−ｂ方向から見てａｂ平面に対して例えば１０°〜３０°傾斜しており、その中央部、すなわち面発光レーザアレイチップ４０の＋ｃ側の位置に開口２０ｃが形成されている。

リッド２０の＋ｃ側の壁には、一例として、略平板状の外形を有するカバーガラス４１（光透過窓部材）が、開口２０ｃを内側から覆うように接合材（例えば低融点ガラス）を介して取り付けられている。すなわち、リッド２０は、接合材を介してカバーガラス４１を保持している。そこで、面発光レーザアレイチップ４０から射出されたレーザ光は、カバーガラス４１に入射する。なお、以下では、リッド２０の＋ｃ側の壁を、「傾斜壁」とも称する。なお、接合材の材料は、適宜変更可能である。

結果として、パッケージ１０、リッド２０、シール部材３０、カバーガラス４１などによって、面発光レーザアレイチップ４０が封止（外部から遮蔽）されており、面発光レーザアレイチップ４０が収容されている内部空間の気密性が高められている。

また、面発光レーザアレイチップ４０からの複数のレーザ光それぞれは、一部がカバーガラス４１を透過し、残部がカバーガラス４１で入射方向に交差する方向に反射される。ここでの透過光が光源装置４００から射出されたレーザ光である。

すなわち、カバーガラス４１は、面発光レーザアレイチップ４０から射出された複数のレーザ光それぞれを透過光と反射光とに分離する機能、及びリッド２０の開口２０ｃを覆う機能を併有する。

なお、カバーガラス４１は、リッド２０の傾斜壁に形成された開口２０ｃをリッド２０の外側から覆うように取り付けられても良いし、リッド２０の傾斜壁に形成された開口２０ｃに嵌め込まれても良い。

フォトダイオード６０は、一例として、図１２に示されるように、面発光レーザアレイチップ４０から射出されカバーガラス４１で反射された複数のレーザ光それぞれの光路上（ここでは面発光レーザアレイチップ４０の＋ａ側）に受光面（例えば絶縁膜の上面）が位置するように、面発光レーザアレイチップ４０が収容されている内部空間に配置されている。

詳述すると、フォトダイオード６０は、一例として、フォトダイオードマウント部１２に、受光面がａｂ平面に略平行になるように配置されている。すなわち、フォトダイオード６０は、一例として、Ｐ型半導体が＋ｃ側に位置し、かつＮ型半導体が−ｃ側に位置するようにダイボンディングによってフォトダイオードマウント部１２に実装されている。Ｐ型半導体に接続されたアノード電極は、上記メタライズ配線部材と接続されている。Ｎ型半導体に接続されたカソード電極は、導電性接着剤を介して接地されている。

この場合、面発光レーザアレイチップ４０から射出されカバーガラス４１で反射された複数のレーザ光それぞれは、フォトダイオード６０に入射される。この結果、フォトダイオード６０にモニタ光として十分な光量のレーザ光を入射させることができる。

面発光レーザアレイチップ４０は、図１３に示されるように、ａｂ平面に沿って２次元配列された複数（例えば４０個）の発光部１４０を含む面発光レーザアレイ２４０、複数（例えば４０個）の発光部１４０に対応する複数（例えば４０個）の電極パッド（不図示）などを有している。

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。面発光レーザは、基板に垂直な方向に光を射出する半導体レーザであり、従来の端面発光レーザに比べて低コストで高性能であり、さらにはアレイ化が容易である。

複数（例えば４０個）の電極パッドは、複数の発光部１４０の周囲に配置されており、ボンディングワイヤを介して、対応する複数の発光部と電気的に接続されている。また、複数（例えば４０個）の電極パッドは、上記複数（例えば４０個）の接続端子と個別に電気的に接続されている。結果として、複数（例えば４０個）の発光部は、複数の上記メタライズ配線部材に個別に接続されている。

面発光レーザアレイチップ４０では、４０個の発光部１４０が半導体製造工程によってａｂ平面に平行な同一基板上に形成されている。すなわち、面発光レーザアレイ２４０は、４０チャネルの面発光レーザアレイである。４０個の発光部は、全ての発光部をｂ軸方向（副走査対応方向）に延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。なお、本明細書では、２つの発光部の中心間距離を「発光部間隔」とも称する。また、図１３では発光部の数が４０個であるものを示しているが、発光部の数は、複数であればよく、例えば、発光部が３２個のものであってもよい。

４０個の発光部１４０は、前述したように、半導体製造工程によって同一基板上に形成されている４０個の面発光レーザであり、面発光レーザアレイ２４０は、発光部間で均一な偏光方向を有する単一基本横モードの複数のレーザ光を射出することができる。この結果、円形でかつ高密度の微小な４０個の光スポットを対応する感光体ドラム上に形成することができる。

また、面発光レーザアレイ２４０では、副走査対応方向（ｂ軸方向）に隣り合う２つの発光部の発光部間隔が等間隔ｄ１であるため、各発光部の点灯タイミングを調整することにより、対応する感光体ドラム上に４０個の光スポットを副走査方向に等間隔で形成することができ、複数の発光部が感光体ドラムに対向して副走査方向に等間隔で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ｄ１を２．６５μｍ、光走査装置２０１０の全光学系の倍率を２倍とすれば、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。勿論、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ｄ２を狭くして間隔ｄ１がより小さくなるように発光部を配置したり、光走査装置２０１０の全光学系の倍率を下げたりすれば、書込み密度をより高密度化でき、より高品質の画像を形成することが可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、各発光部の点灯タイミングを調整することで容易に制御できる。

熱伝導部材７０は、図１１及び図１２から分かるように、均一な幅の正方形枠状の部材から成り、面発光レーザアレイチップ４０及びフォトダイオード６０を取り囲むように第３キャビティの縁部に配置されている。

詳述すると、熱伝導部材７０の−ｃ側の面は、第３キャビティの底面に接合されており、熱伝導部材７０の＋ｃ側の面は、リッド２０のつば部２０ａの−ｃ側の面に接触している。より詳細には、熱伝導部材７０は、シール部材３０の内側に配置され、シール部材３０よりも−ｃ側の位置でパッケージ１０に接合され、かつシール部材３０と同じｃ軸方向の位置でリッド２０に接触（圧接）している。

すなわち、熱伝導部材７０は、シール部材３０の内側に配置され、パッケージ１０及びリッド２０のいずれにも接している。

熱伝導部材７０は、リッド２０よりも熱伝導率が高い材料からなる。ここでは、熱伝導部材７０の材料として、銅が用いられている。銅の熱伝導率は、約４００Ｗ／ｍＫである。リッド２０及びシール部材３０の材料であるコバールの熱伝導率は、約１７Ｗ／ｍＫである。パッケージ１０の材料であるアルミナの熱伝導率は約１８Ｗ／ｍＫであり、コバールの熱伝導率と同等である。結果として、銅は、アルミナ、コバールより約２０倍熱が伝わり易いことが分かる。

なお、熱伝導部材の材料として、銅の代わりに、熱伝導率は多少落ちるが熱膨張をアルミナやコバールに近づけるために銅‐タングステン合金、銅‐モリブデン合金等の合金、その他の熱伝導率が高い材料（金属又は合金のみならず、セラミック系の窒化アルミ、炭化珪素など）を用いても良い。なお、銅‐タングステン合金の熱伝導率は、１５０〜２２０Ｗ／ｍＫ程度（混合率により変わる）である。銅‐モリブデン合金の熱伝導率は、１６０〜３００Ｗ／ｍＫ程度（混合率により変わる）である。窒化アルミの熱伝導率は、約２８５Ｗ／ｍＫである。炭化珪素の熱伝導率は、１００〜３５０Ｗ／ｍＫ程度である。

ここで、光源装置４００を製造する際、パッケージ１０における第３キャビティの周囲部にはシール部材３０の−ｃ側の面が接合され、かつ第３キャビティの底面には熱伝導部材７０の−ｃ側の面が接合される。この状態では、シール部材３０の＋ｃ側の面と熱伝導部材７０の＋ｃ側の面は、ほぼ同一平面上に位置する。

そこで、リッド２０とパッケージ１０とをシール部材３０を介して接合する際には、リッド２０のつば部２０ａをシール部材３０及び熱伝導部材７０に接触させた状態で、リッド２０とシール部材３０とを溶接する。具体的には、つば部２０ａの中央部を熱伝導部材７０に接触させた状態で、つば部２０ａの外縁全体とシール部材３０の＋ｃ側の面とを溶接する。図１４には、パッケージ１０に接合されたシール部材３０にリッド２０を溶接する際の熱の流れが示されている。なお、図１４では、理解を容易にするために矢印の太さと長さを変えている。矢印の太さは熱量の大きさ、矢印の長さは熱が伝わる速さを示している。

図１４から分かるように、リッド２０とシール部材３０との溶接部である発熱ポイントＰから発生した熱の一部はシール部材３０を介してパッケージ１０に流れ、残部はリッド２０に流れる。

発熱ポイントＰからシール部材３０を介してパッケージ１０に流れた熱は、パッケージ１０中に拡散していく。一方、発熱ポイントＰからリッド２０に流れた熱は、リッド２０と熱伝導部材７０との接合部で、リッド２０を介してカバーガラス４１側に流れるものと、熱伝導部材７０に流れるものとに分かれる。カバーガラス４１側に流れた熱は、接合材を介してカバーガラス４１に伝わる。熱伝導部材７０に流れた熱は、瞬時に熱伝導部材７０を伝って熱伝導部材７０とパッケージ１０との接合部からパッケージ１０中に拡散する。パッケージ１０中に拡散された熱は、パッケージ１０の−ｃ側の面に広い面積で接触しているベース（不図示）に流れていく。

ここで、カバーガラス４１に伝わる熱量が大きいと、カバーガラス４１とリッド２０との熱膨張差による熱応力の影響で、カバーガラス４１とリッド２０とを接合している接合材に亀裂が入る等、接合部材が破損するおそれ（封止不良となるおそれ）がある。

しかしながら、光源装置４００では、熱伝導部材７０はリッド２０よりも熱伝導率が高いため、発熱ポイントＰからリッド２０に流れた熱の大半は、熱伝導部材７０に流れ込み、この結果、カバーガラス４１に伝わる熱量が小さくなる。

結果として、実施例１の光源装置４００によれば、リッド２０とシール部材３０とを溶接する際に、リッド２０とカバーガラス４１とを接合している接合材が破損することを防止できる。

これに対して、例えば、比較例３の光源装置３００の場合には、図１５から分かるように、発熱ポイントＰ´からリッド３１２に流れた熱のほぼ全てが接合材を介してカバーガラス３１０に伝わるため、カバーガラス３１０とリッド３１２との熱膨張差による熱応力が大きくなり、カバーガラス３１０とリッド３１２とを接合している接合材が破損するおそれがある。

以下に、光源装置４００の製造方法について簡単に説明する。

《素子実装工程》
パッケージ１０のチップマウント部１１に面発光レーザアレイチップ４０をダイボンディングにより実装する。また、複数の電極パッドと複数の接続端子とをワイヤーボンディングにより接続する。また、複数の接続端子と複数の上記メタライズ配線部材とをワイヤーボンディングにより接続する。

また、パッケージ１０のフォトダイオードマウント部１２にフォトダイオード６０をダイボンディングにより実装する。そして、フォトダイオード６０のアノード電極と上記配線部材とをワイヤーボンディングにより接続する。また、フォトダイオード６０のカソード電極を導電性接着剤を介して接地させる。

《カバーガラス取り付け工程》
カバーガラス４１をリッド２０の傾斜壁に開口２０ｃを内側から覆うように接合材（例えば低融点ガラス）を介して取り付ける。

《シール部材接合工程》
シール部材３０の表面に金めっき処理を施す。パッケージ１０の段付き凹部１０ａの周囲部上に金めっき処理を施す。金めっき処理が施されたシール部材３０を段付き凹部１０ａの周囲部上に形成された金めっき層に溶接（例えば銀ロウ溶接）により接合する。この結果、パッケージ１０及びシール部材３０を含むパッケージ体が作製される。

《熱伝導部材接合工程》
熱伝導部材７０の一端（−ｃ側の端）をパッケージ１０に溶接（例えば銀ロウ溶接）により接合する。

《リッド接合工程》
リッド２０のつば部２０ａの中央部を熱伝導部材７０の他端（＋ｃ側の端）に接触させた状態で、つば部２０ａの外縁部とパッケージ体のシール部材３０とを溶接（例えばシーム溶接）する。

以上のようにして、光源装置４００が製造される（図１１及び図１２参照）。

また、発明者らは、本実施形態の光源装置２２００の他の例である他の実施例の光源装置を開発した。以下に、幾つかの他の実施例の光源装置について説明するが、実施例１の光源装置４００と異なる点について主に説明し、該光源装置４００と同様の構成を有する部材には、同一の符号を付して、その説明を省略する。他の実施例の光源装置は、実施例１の光源装置４００と概ね同様な製造方法で製造される。

実施例２の光源装置５００では、図１６から分かるように、ｃ軸方向に延びる複数の柱状の熱伝導部材１７０がシール部材３０の内側に第３キャビティの縁部に沿って配列されている。各熱伝導部材１７０の−ｃ側の面は、シール部材３０よりも−ｃ側の位置でパッケージ１０に接合され、＋ｃ側の面は、リッド２０に接触（圧接）している。

実施例２の光源装置５００によれば、実施例１の光源装置４００と同様の効果が得られるともに、隣り合う２つの熱伝導部材１７０間に配線を引き回すことができ、配線のレイアウトの自由度を高めることができる。

実施例３の光源装置６００では、図１７及び図１８（図１７のＤ−Ｄ線断面図）から分かるように、熱伝導部材２７０は、実施例１の熱伝導部材７０に比べて、−ａ側部分のａ軸方向の寸法、＋ｂ側部分のｂ軸方向の寸法及び−ｂ側部分のｂ軸方向の寸法がいずれも長くなっている。

すなわち、実施例３の熱伝導部材２７０は、実施例１の熱伝導部材７０に比べて、枠の幅が部分的に広くなっており（開口部の容積が小さくなっており）、その分、パッケージ１０及びリッド２０それぞれとの接触面積が大きくなっている。すなわち、熱伝導部材２７０は、パッケージ１０及びリッド２０それぞれとの接触面積が、例えば実施例１の熱伝導部材７０のような均一の幅の枠よりも大きくなる枠状に形成されている。

実施例３の光源装置６００によれば、実施例１の光源装置４００に比べて、熱伝導部材２７０がパッケージ１０及びリッド２０に対してより大きな面積で接しているため、パッケージ１０に接合されたシール部材３０とリッド２０とを溶接する際に、パッケージ１０側への熱の移動パス（移動経路）が太くなり熱の移動を大きくでき、かつパッケージ１０での熱の拡散効率を高めることができ、カバーガラス４１側へ流れる熱量を低減できる。この結果、リッド２０とカバーガラス４１とを接合している接合材が破損することをより確実に防止できる。

実施例４の光源装置７００では、図１９及び図２０（図１９のＥ−Ｅ線断面図）から分かるように、熱伝導部材３７０は、実施例３の熱伝導部材２７０に比べて、−ａ側部分、＋ｂ側部分及び−ｂ側部分が−ｃ側ほど大きくなる形状を有しており（開口部の容積が小さくなっており）、その分、パッケージ１０及びリッド２０それぞれとの接触面積が大きくなっている、すなわち、熱伝導部材３７０は、パッケージ１０及びリッド２０それぞれとの接触面積が、例えば実施例１の熱伝導部材７０のような均一の幅の枠よりも大きくなる枠状に形成されている。

実施例４の光源装置７００によれば、実施例３の光源装置６００に比べて、熱伝導部材３７０がパッケージ１０及びリッド２０に対してより大きな面積で接しているため、パッケージ１０に接合されたシール部材３０とリッド２０とを溶接する際に、パッケージ１０側への熱の移動パスが太くなり（熱の移動を大きくでき）、かつパッケージ１０での熱の拡散効率を高めることができ、カバーガラス４１側へ流れる熱量を低減できる。この結果、リッド２０とカバーガラス４１とを接合している接合材が破損することをより確実に防止できる。

実施例５の光源装置８００では、図２１から分かるように、実施例１の熱伝導部材７０に比べて、熱伝導部材４７０のｃ軸方向の寸法がΔｈ（例えば２〜２０μｍ）だけ長くなっている。すなわち、熱伝導部材４７０の＋ｃ側の面がシール部材３０の＋ｃ側の面よりもΔｈだけ＋ｃ側に位置している。なお、図２１には、光源装置８００の一部のみが図示されている。

実施例５の光源装置８００によれば、熱伝導部材４７０の＋ｃ側の面がシール部材３０の＋ｃ側の面よりもΔｈだけ＋ｃ側に位置しているため、リッド２０とシール部材３０とを溶接する際に、熱伝導部材４７０とリッド２０とを確実に接触させることができる（図２２参照）。この結果、熱をリッド２０から熱伝導部材４７０に安定して移動させることができ、カバーガラス４１側への熱の移動を安定して低減できる。

実施例６の光源装置９００では、図２３から分かるように、リッド２０のつば部２０ａの中央部（熱伝導部材７０との接触部）が外縁部（シール部材３０との接合部）に対して−ｃ側にΔｃ（例えば２〜２０μｍ）だけ突出している。なお、図２３には、光源装置９００の一部のみが図示されている。

実施例６の光源装置９００によれば、リッド２０とシール部材３０とを溶接する際に、熱伝導部材７０とリッド２０とを確実に接触させることができる（図２４参照）。この結果、熱をリッド２０から熱伝導部材７０に安定して移動させることができ、カバーガラス４１側への熱の移動を安定して低減できる。なお、図２４から分かるように、つば部２０ａの外縁部とシール部材３０とが溶接されると、つば部２０ａの中央部は、熱伝導部材７０によって＋ｃ側に押圧された状態となる。

実施例７の光源装置１０００では、図２５に示されるように、熱伝導部材５７０の＋ｃ側の端部が、他の部分に比べて柔らかくリッド２０との密着性が高い熱伝導性材料（例えばインジウム）で形成されている。なお、インジウムの熱伝導率は、約８２Ｗ／ｍＫである。

実施例７の光源装置１０００によれば、リッド２０とシール部材３０とを溶接する際に、熱伝導部材５７０の＋ｃ側の端部をリッド２０のつば部２０ａに確実に密着させることができるため、熱をリッド２０から熱伝導部材５７０に安定して移動させることができ、カバーガラス４１側への熱の移動を安定して低減できる。

なお、熱伝導部材５７０の＋ｃ側の端部に用いられるリッド２０との密着性が高い熱伝導性材料は、インジウムに限らず、溶接時に一時的に柔らかくなるような比較的低温で溶融する半田や、耐熱性の良い熱伝導性接着剤でも良い。なお、半田の熱伝導率は、３０〜６０Ｗ／ｍＫ程度（配合材により変わる）である。熱伝導性接着剤の熱伝導性は、フィラータイプで２０〜６０Ｗ／ｍＫ程度であり、焼結タイプで１００〜３００Ｗ／ｍＫ程度である。

ここで、「溶接時に一時的に柔らかくなるような比較的低温で溶融する半田」を用いる意味は、リッド２０をシール部材３０に溶接するときにリッド２０は発熱して熱くなるので、その熱で半田を溶融させて密着させることができるという意味である。

詳述すると、溶接の接合部の温度は１０００℃前後になり、リッド２０に保持されたカバーガラス４１は溶接のスパーク時から１秒以内に１００℃（実測値）くらいまで上昇する。溶接の接合部に近い熱伝導部材５７０は、熱勾配から推測しても、数百度になることは明らかである。そこで、２００℃前後で溶融する半田を熱伝導部材５７０のリッド２０との接触部に用いれば、リッド２０とシール部材３０とを溶接するときに発生する熱で、半田がリッド２０との界面で溶融し、半田がリッド２０の表面に沿うように変形するのでリッド２０との密着性が良くなり、熱伝導性が向上する。

また、「耐熱性の良い導電性接着剤」は、もともと粘度の高い液体なので、常温でリッド２０の表面に沿うように変形するため、密着性が良くなり、熱伝導性が向上する。

以上の実施例では、発光素子と受光素子を備える光源装置（光学モジュール）について説明してきたが、発光素子のみを備える光源装置（光学モジュール）や、受光素子のみを備える受光装置（光学モジュール）でも良いことはいうまでもない。

図２６及び図２７（図２６のＦ−Ｆ線断面図）には、発光素子としての面発光レーザアレイチップ４０のみを備える実施例８の光源装置１１００が示されている。

実施例８の光源装置１１００では、受光素子としてのフォトダイオードが設けられていないため、熱伝導部材６７０を均一な幅の枠状にすることができ、溶接部である発熱スポットで発生した熱をパッケージ１０に均等に流すことができる。なお、光源装置１１００でも、面発光レーザアレイチップ４０から射出された光のカバーガラス４１での反射方向は、入射方向に交差する方向であるため、反射光が面発光レーザアレイチップ４０に直接戻ることが抑制される。

また、図２８には、発光素子としての面発光レーザアレイチップ４０のみを備える実施例９の光源装置１２００が断面図にて示されている。光源装置１２００の熱伝導部材７７０は、リッド２０及びパッケージ１０それぞれとの接触面積が、均一な幅の枠状（図２７参照）よりも大きくなる枠状（開口部の容積が小さい枠状）である。この場合、実施例４の光源装置７００と同様の効果が得られる。

また、図２９（Ａ）には、受光素子としてのフォトダイオード６０のみを備える実施例１０の受光装置１３００（光学モジュール）が断面図にて示されている。

実施例１０の受光装置１３００では、パッケージ８に設けられた凹部８ａの底面にフォトダイオード６０が実装されている。その他の構成は、実施例１の光源装置４００と同様であり、該光源装置４００と同様の効果が得られる。受光装置１３００は、光源装置４００と概ね同様の製造方法で製造することができる。

実施例１０の受光装置１３００によると、例えば、発光素子からの光の一部（モニタ用光）を、カバーガラス４１を介してフォトダイオード６０に入射させることができ、ＡＰＣを行うことができる。この際、カバーガラス４１に入射される光の一部が入射方向に交差する方向に反射されるため、反射光が発光素子に戻ることが防止される。

また、図２９（Ｂ）には、受光素子としてのフォトダイオード６０のみを備える実施例１１の受光装置１４００（光学モジュール）が断面図にて示されている。

実施例１１の受光装置１４００では、パッケージ８に設けられた凹部８ａの底面にフォトダイオード６０が実装されている。そして、リッド２０の代わりに、開口２２０ａが形成された例えば金属製又は合金製のプレート２２０がシール部材３０に溶接される。プレート２２０には、カバーガラス４１が接合材（例えば低融点ガラス）を介して接合される。そして、プレート２２０とシール部材３０とが溶接されるとき、熱伝導部材７７０がプレート２２０及びパッケージ８のいずれにも接する。受光装置１４００は、実施例９の熱伝導部材７７０を有しているが、これに代えて、実施例８の熱伝導部材６７０を有していても良い。受光装置１４００は、光源装置４００と概ね同様の製造方法で製造することができる。

実施例１１の受光装置１４００によると、例えば、発光素子からの光の一部（モニタ用光）を、カバーガラス４１を介してフォトダイオード６０に入射させることができ、ＡＰＣを行うことができるとともに、装置の小型化を図ることができる。

以上説明した本実施形態の光学モジュール（実施例１〜９の光源装置、実施例１０及び１１の受光装置）は、少なくとも１つの光学素子（面発光レーザアレイチップ４０及びフォトダイオード６０の少なくとも一方）が実装されるパッケージ１０を含むパッケージ体と、光の一部を透過させるカバーガラス４１を接合材（例えば低融点ガラス）を介して保持するリッド２０を含む保持体とが溶接されるとき、パッケージ１０及びリッド２０のいずれにも接する少なくとも１つの熱伝導部材を備えている。

この場合、パッケージ体と保持体とが溶接されるとき、溶接部（接合部）で発生しリッド２０に流れた熱の一部が熱伝導部材を介してパッケージ１０に伝わり、残部がカバーガラス４１に伝わる。この結果、カバーガラス４１に伝わる熱量を低減することができる。

結果として、本実施形態の光学モジュールによれば、パッケージ体と保持体とが溶接されるとき、リッド２０とカバーガラス４１との熱膨張差による熱応力を充分に低減でき、接合材の破損を防止でき、封止不良の発生を防止できる。

一方、例えば特許文献１に開示されている気密封止パッケージでは、ベース部材を含むベース体と、封着用ガラスを介してレンズを保持するキャップ部材を含む保持体とが溶接されるとき、キャップ部材とレンズとの熱膨張差による熱応力を充分に低減できず、封着用ガラスが破損し、封止不良が発生するおそれがある。

この場合、例えば溶接時の電流値を下げることで発熱量を低減させ、レンズに伝わる熱量を低減させることはできるが、溶接部の信頼性が低下してしまう。

本実施形態の光源モジュールでは、溶接時の電流値を下げることなく、溶接時に発生した熱をカバーガラス４１に伝わり難くすることができる。すなわち、溶接部の信頼性を低下させることなく、カバーガラス４１とリッド２０とを接合する接合材の破損を防止できる。

また、熱伝導部材は、リッド２０よりも熱伝導率が高く設定されているため、カバーガラス４１に伝わる熱量をより一層低減することができる。

また、面発光レーザアレイチップ４０及びフォトダイオード６０は、パッケージ１０に設けられた段付き凹部１０ａ内に配置され、シール部材３０は、段付き凹部１０ａの周囲部に接合される枠状の部材であり、熱伝導部材は、シール部材３０の内側に配置されている。

この場合、溶接部（接合部）で発生しリッド２０に流れた熱を、リッド２０と熱伝導部材との接触部で、熱伝導部材を介してパッケージ１０に向かうものと、リッド２０を介してカバーガラス４１に向かうものとに分けることができる。この結果、カバーガラス４１に伝わる熱量を確実に低減することができる。

また、熱伝導部材は、シール部材３０よりも段付き凹部１０ａの底面側でパッケージ１０に接合されているため、溶接部で発生しシール部材３０を介してパッケージ１０に逃げる熱と、熱伝導部材を介してパッケージ１０に逃げる熱とを、パッケージ１０の中で分散させ易くなり、カバーガラス４１に伝わる熱量を低減できる。

また、実施例５の光源装置８００では、熱伝導部材４７０のリッド２０との接触部は、段付き凹部１０ａの深さ方向に関して、シール部材３０のリッド２０との接合部よりも段付き凹部１０ａの底面から離れた位置に位置しているため、シール部材３０とリッド２０とが溶接されるとき、熱伝導部材４７０とリッド２０とを確実に接触させることができ、カバーガラス４１に伝わる熱量を安定して低減できる。

また、実施例６の光源装置９００では、シール部材３０とリッド２０とが溶接されるとき、リッド２０の熱伝導部材７０との接触部は、段付き凹部１０ａの深さ方向に関して、リッド２０のシール部材３０との接合部よりも段付き凹部１０ａの底面に近い位置に位置しているため、熱伝導部材７０とリッド２０とを確実に接触させることができ、カバーガラス４１に伝わる熱量を安定して低減できる。

また、実施例７の光源装置１０００では、熱伝導部材５７０のリッド２０との接触部は、熱伝導部材５７０の他の部分よりもリッド２０との密着性が高い材料からなるため、シール部材３０とリッド２０とが溶接されるとき、熱伝導部材５７０とリッド２０とを確実に接触させることができ、カバーガラス４１に伝わる熱量を安定して低減できる。

また、実施例３及び４の光源装置６００、７００では、熱伝導部材は、パッケージ１０及びリッド２０それぞれとの接触面積が、例えば実施例１の熱伝導部材７０のような均一な幅の枠状よりも大きくなる枠状に形成されているため、単位時間当たりの熱の移動量を大きくすることができ、カバーガラス４１に伝わる熱量をより一層低減することができる。

また、実施例１〜７の光源装置では、パッケージ１０には、面発光レーザアレイチップ４０及びフォトダイオード６０が実装され、カバーガラス４１は、面発光レーザアレイチップ４０から射出された光の光路上に配置され、該光の一部を透過させ、残部を入射方向に交差する方向に反射させ、面発光レーザアレイチップ４０から射出されカバーガラス４１で反射された光をフォトダイオード６０で受光するため、ＡＰＣを安定して精度良く行うことができる低コストな光源装置を提供できる。

また、本実施形態では、カバーガラス４１とリッド２０とを接合する接合材の破損（封止不良）を防止できるため、製造歩留りを向上できる光源装置を提供できる。

また、光走査装置２０１０は、光源装置２２００と、該光源装置２２００からの光を偏向するポリゴンミラー２１０４と、該ポリゴンミラー２１０４で偏向された光を各感光体ドラムの表面に導く走査光学系と、を備えているため、光量変動が少ないマルチビーム光により、各感光体ドラムの表面を安定して精度良く走査することができる。

また、カラープリンタ２０００は、複数の感光体ドラム（像担持体）と、該複数の感光体ドラムを画像情報に応じて変調された光によって走査する光走査装置２０１０と、を備えているため、出力されるカラー画像の品質を安定して向上させることができる。

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、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。

また、光源装置２２００は、パッケージ体及び保持体のいずれにも熱伝導体を接しさせた状態でパッケージ体と保持体とを溶接する工程を含む製造方法によって製造される。

この場合、カバーガラス４１とリッド２０とを接合する接合材の破損（封止不良）を防止できるため、光源装置２２００の製造歩留りを向上できる。

なお、上記実施形態では、光学モジュールのパッケージには、光学素子として、発光素子及び受光素子の少なくとも一方が実装されているが、これに限らず、例えば、ＭＥＭＳミラーが実装されても良い。この場合、例えば光源からの光をカバーガラスを介してＭＥＭＳミラーに入射させることで、入射された光を偏向することができる。このＭＥＭＳミラーを内蔵する光学ジュールは、製造歩留まりが高く、光により被走査面を高速で往復走査することができるため、様々な光学分野での応用が期待される。

なお、上記実施形態では、パッケージ１０にシール部材３０を接合してパッケージ体を作製した後、該パッケージ体のシール部材３０とリッド２０とを溶接しているが、これに限らない。例えば、リッド２０にシール部材３０を接合して保持体を作製した後、該保持体のシール部材３０とパッケージ１０とを溶接しても良い。また、パッケージ１０にシール部材（接合部材）を接合してパッケージ体を作製するとともにリッド２０に別のシール部材（接合部材）を接合して保持体を作製し、シール部材と別のシール部材とを溶接しても良い。また、パッケージ１０とリッド２０とを直接的に溶接しても良い。すなわち、シール部材３０を用いなくても良い。

また、上記実施形態では、パッケージ１０に熱伝導部材の一端を接合し、該熱伝導部材の他端にリッド２０を接触させているが、これに限られない。例えば、リッド２０に熱伝導部材の一端を接合し、該熱伝導部材の他端をパッケージ１０に接触させても良い。なお、パッケージ１０と熱伝導部材との接合、又はリッド２０と熱伝導部材との接合は、溶接による接合に限らず、接着材による接合であっても良い。

また、上記実施形態の光学モジュールの構成は、適宜変更可能である。

例えば、パッケージの構成は、適宜変更可能である。例えば上記実施形態の光源装置２２００のパッケージ１０のキャビティ領域を構成する段付き凹部の段数は、３段とされているが、１段、２段、４段以上であっても良い。

また、上記実施形態では、光源装置２２００は、４つの感光体ドラムに個別に対応して４つ設けられているが、これに限らない。

また、上記実施形態では、熱伝導体は、単一の部材（熱伝導部材）で構成されているが、一体化された複数の部材で構成されても良い。

また、上記実施形態では、発光素子として面発光レーザアレイチップ４０が採用されているが、これに限られない。例えば、面発光レーザ以外の少なくとも１つのレーザを含むレーザ素子、少なくとも１つのＬＥＤ（発光ダイオード）を含むＬＥＤ素子であっても良い。

また、上記実施形態では、受光素子として、フォトダイオード６０が採用されているが、これに限らず、例えばフォトトランジスタなどを採用しても良い。

また、面発光レーザアレイチップにおける複数の発光部の配列は、上記実施形態で説明したもの（図１３参照）に限られない。要は、面発光レーザアレイの複数の発光部は、副走査対応方向（ｂ軸方向）の位置が互いに異なるように２次元配列されていることが好ましい。例えば、マトリクス状に配置された複数の発光部を有する面発光レーザアレイチップを射出方向（ｃ軸方向）周りに回転させて配置しても良い。

また、上記実施形態の光源装置２２００のカバーガラス４１の入射面（−ｃ側の面）に所定の反射率（又は透過率）を有する反射膜を形成しても良い。反射膜としては、一例として、所定の透過率で光を透過させる薄い金等からなる金属膜、誘電体多層膜などが用いられている。なお、誘電体多層膜は、ミラーとしての機能を有するように、所定の厚さの高屈折率材料と低屈折率材料とを交互に積層することにより形成されたものである。高屈折率材料としては、例えばＺｎＳ−ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等が挙げられ、低屈折率材料としては、例えばＳｉＯ_２等が挙げられる。

また、上記実施形態の光源装置２２００のカバーガラス４１の射出面（＋ｃ側の面）に所定の反射率（又は透過率）を有する反射防止膜４６を形成しても良い。この場合、カバーガラス４１の＋ｃ側の面での界面反射を減らすことができ、いわゆるエタロン効果の影響を低減することができる。反射防止膜４６としては、一例として、カバーガラス４１の屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜、所定の膜厚の高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に積層された誘電体多層膜などが用いられている。

また、カバーガラス４１の入射面に反射防止膜が形成され、射出面に反射膜が形成されても良い。

また、上記実施形態では、面発光レーザの発振波長が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く、６５０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ及び１．５μｍ帯など、異なる活性層材料を用いた他の波長帯であっても良い。また、基板もＧａＡｓ以外の基板を用いても良い。また、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、上記面発光レーザアレイチップは、画像形成装置以外の用途にも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、７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ帯、１．５μｍ帯等の波長帯であっても良い。この場合に、活性層を構成する半導体材料は、発振波長に応じた混晶半導体材料を用いることができる。例えば、６５０ｎｍ帯ではＡｌＧａＩｎＰ系混晶半導体材料、９８０ｎｍ帯ではＩｎＧａＡｓ系混晶半導体材料、１．３μｍ帯及び１．５μｍ帯ではＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）系混晶半導体材料を用いることができる。

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２０００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良い。

例えば、媒体が、ＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏ Ｐｌａｔｅ）として知られている印刷版であっても良い。つまり、光走査装置２０１０は、印刷版材料にレーザアブレーションによって直接画像形成を行い、印刷版を形成する画像形成装置にも好適である。

また、例えば、媒体が、いわゆるリライタブルペーパーであっても良い。これは、例えば紙や樹脂フィルム等の支持体上に、以下に説明するような材料が記録層として塗布されている。そして、レーザ光による熱エネルギー制御によって発色に可逆性を与え、表示／消去を可逆的に行うものである。

透明白濁型リライタブルマーキング法とロイコ染料を用いた発消色型リライタブルマーキング法があり、いずれも適用できる。

透明白濁型は、高分子薄膜の中に脂肪酸の微粒子を分散したもので、１１０℃以上に加熱すると脂肪酸の溶融により樹脂が膨張する。その後、冷却すると脂肪酸は過冷却状態になり液体のまま存在し、膨張した樹脂が固化する。その後、脂肪酸が固化収縮して多結晶の微粒子となり樹脂と微粒子間に空隙が生まれる。この空隙により光が散乱されて白色に見える。次に、８０℃から１１０℃の消去温度範囲に加熱すると、脂肪酸は一部溶融し、樹脂は熱膨張して空隙を埋める。この状態で冷却すると透明状態となり画像の消去が行われる。

ロイコ染料を用いたリライタブルマーキング法は、無色のロイコ型染料と長鎖アルキル基を有する顕消色剤との可逆的な発色及び消色反応を利用している。レーザ光により加熱されるとロイコ染料と顕消色剤が反応して発色し、そのまま急冷すると発色状態が保持される。そして、加熱後、ゆっくり冷却すると顕消色剤の長鎖アルキル基の自己凝集作用により相分離が起こり、ロイコ染料と顕消色剤が物理的に分離されて消色する。

また、媒体が、紫外光を当てるとＣ（シアン）に発色し、可視光のＲ（レッド）の光で消色するフォトクロミック化合物、紫外光を当てるとＭ（マゼンタ）に発色し、可視光のＧ（グリーン）の光で消色するフォトクロミック化合物、紫外光を当てるとＹ（イエロー）に発色し、可視光のＢ（ブルー）の光で消色するフォトクロミック化合物が、紙や樹脂フィルム等の支持体上に設けられた、いわゆるカラーリライタブルペーパーであっても良い。

これは、一旦紫外光を当てて真っ黒にし、Ｒ・Ｇ・Ｂの光を当てる時間や強さで、Ｙ・Ｍ・Ｃに発色する３種類の材料の発色濃度を制御してフルカラーを表現し、仮に、Ｒ・Ｇ・Ｂの強力な光を当て続ければ３種類とも消色して真っ白にすることもできる。

このような光エネルギ制御によって発色に可逆性を与えるものも上記実施形態と同様な光走査装置を備える画像形成装置として実現できる。

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、上記光源装置は、画像形成装置以外の用途にも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。

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。

１０…パッケージ（パッケージ体の一部）、２０…リッド（保持部材）、３０…シール部材（接合部材、パッケージ体の残部）４０…面発光レーザアレイチップ（光学素子）、４１…カバーガラス（光透過窓部材）、６０…フォトダイオード（光学素子）、７０、１７０、２７０、３７０、４７０、５７０、６７０、７７０…熱伝導部材（熱伝導体）、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、２１００…光源装置（光学モジュール）、１３００、１４００…受光装置（光学モジュール）、２１０４…光偏向器（偏向器）、２０１０…光走査装置、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）。

特開２００５−３４７５６４号公報

Claims (12)

1. 少なくとも１つの光学素子が実装されるパッケージを含むパッケージ体と、光の少なくとも一部を透過させる光透過窓部材を接合材を介して保持する保持部材を含む保持体とが溶接される光学モジュールにおいて、
   前記パッケージ体と前記保持体とが溶接されるとき、前記パッケージ及び前記保持部材のいずれにも接する少なくとも１つの熱伝導体を備えることを特徴とする光学モジュール。
2. 前記熱伝導体は、前記保持部材よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール。
3. 前記パッケージ体及び前記保持体の一方は、他方に溶接される接合部材を含み、
   前記光学素子は、前記パッケージに設けられた凹部内に配置され、
   前記接合部材は、前記パッケージの前記凹部の周囲部に接合される枠状の部材であり、
   前記熱伝導体は、前記接合部材の内側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学モジュール。
4. 前記熱伝導体は、前記接合部材よりも前記凹部の底面側で前記パッケージに接合されることを特徴とする請求項３に記載の光学モジュール。
5. 前記熱伝導体の前記保持部材との接触部は、前記凹部の深さ方向に関して、前記接合部材の前記保持部材との接合部よりも前記凹部の底面から離れた位置に位置することを特徴とする請求項３又は４に記載の光学モジュール。
6. 前記パッケージ体と前記保持体とが溶接されるとき、前記保持部材の前記熱伝導体との接触部は、前記凹部の深さ方向に関して、前記保持部材の前記接合部材との接合部よりも前記凹部の底面に近い位置に位置することを特徴とする請求項３又は４に記載の光学モジュール。
7. 前記熱伝導体の前記保持部材との接触部は、前記熱伝導体の他の部分よりも前記保持部材との密着性が高い材料からなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学モジュール。
8. 前記熱伝導体は、前記パッケージ及び前記保持部材それぞれとの接触面積が、均一な幅の枠状よりも大きくなる枠状に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学モジュール。
9. 前記少なくとも１つの光学素子は、発光素子及び受光素子であり、
   前記光透過窓部材は、前記発光素子から射出された光の光路上に配置され、該光の一部を透過させ、残部を入射方向に交差する方向に反射させ、
   前記発光素子から射出され前記光透過窓部材で反射された光を前記受光素子で受光することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学モジュール。
10. 光により被走査面を走査する光走査装置であって、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学モジュールと、
    前記光学モジュールからの光を偏向する偏向器と、
    前記偏向器で偏向された光を被走査面に導く走査光学系と、を備える光走査装置。
11. 少なくとも１つの像担持体と、
    画像情報に応じて変調された光により前記少なくとも１つの像担持体を走査する請求項１０に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
12. 光学素子が実装されるパッケージを含むパッケージ体と、光の少なくとも一部を透過させる光透過窓部材を接合材を介して保持する保持部材を含む保持体とが溶接される光学モジュールの製造方法であって、
    前記パッケージ体及び前記保持体のいずれにも熱伝導体を接しさせた状態で前記パッケージ体と前記保持体とを溶接する工程を含む光学モジュールの製造方法。

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