JP5054622B2 - Surface emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus - Google Patents

Surface emitting laser array, optical scanning device, and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the product yield of a surface-emitting laser array. <P>SOLUTION: The surface-emitting laser array includes a substrate 101, multiple semiconductor layers laminated on the substrate 101 and having a plurality of light projection portions, a plurality of p-side electrodes 113 provided corresponding to the plurality of light projection portions and having an opening serving as a path for light, a plurality of electrode pads provided corresponding to the plurality of p-side electrodes 113, and a plurality of interconnections electrically connecting the plurality of p-side electrodes 113 to the corresponding electrode pads. Then, a maximum value of the opening width of the opening of the p-side electrodes 113 is set to be smaller than a minimum width of an electrically insulated region. Consequently, even if a metal piece which peels in a lift-off process re-sticks, a "simultaneous light emission phenomenon" is suppressed to improve the product yield. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、複数の発光部を有する面発光レーザアレイ、該面発光レーザアレイを有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to a surface emitting laser array, an optical scanning device, and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a surface emitting laser array having a plurality of light emitting units, an optical scanning device having the surface emitting laser array, and the optical scanning device. The present invention relates to an image forming apparatus.

電子写真の画像記録において、高精細な画像品質を得るための画像形成手段として、レーザ光を用いた画像形成方法が広く用いられている。電子写真の場合、感光性を有するドラムの軸方向に、ポリゴンミラーを用いてレーザ光を走査(主走査)しつつ、ドラムを回転(副走査)させて、ドラム表面に潜像を形成する方法が一般的である。   In electrophotographic image recording, an image forming method using laser light is widely used as an image forming means for obtaining high-definition image quality. In the case of electrophotography, a method of forming a latent image on the drum surface by rotating (sub-scanning) the drum while scanning (main scanning) laser light using a polygon mirror in the axial direction of the photosensitive drum Is common.

このような電子写真分野では画像品質の高精細化及び画像出力の高速化が求められている。画像品質の高精細化については、画像の解像度が2倍になった場合、主走査・副走査ともに2倍の時間が必要となるため、画像出力時においては4倍の時間が必要となる。従って画像品質の高精細化を実現するには、画像出力の高速化も同時に達成する必要がある。   In such an electrophotographic field, high definition of image quality and high speed of image output are required. For high definition of image quality, when the image resolution is doubled, twice the time is required for both main scanning and sub-scanning, so four times are required for image output. Therefore, in order to realize high definition of image quality, it is necessary to simultaneously achieve high speed image output.

画像出力の高速化を実現するための方法として、レーザ光の高出力化、マルチビーム化、感光体の高感度化などが考えられる。なかでも、高速出力機においてはマルチビーム化された書込み光源(マルチビーム光源)を用いるのが一般的となっている。1本のレーザ光を用いた場合と比較して、n本のレーザ光を同時に用いた場合、一度の走査での潜像形成領域はn倍となり、画像形成に必要な時間は1/nとなる。   As methods for realizing high-speed image output, it is conceivable to increase the output of laser light, increase the number of beams, increase the sensitivity of the photosensitive member, and the like. In particular, in a high-speed output machine, it is common to use a multi-beam writing light source (multi-beam light source). Compared with the case of using one laser beam, when n laser beams are used at the same time, the latent image forming area in one scan is n times, and the time required for image formation is 1 / n. Become.

例えば、特許文献1には、同一基板に複数の光電変換部を備えた光電変換素子が開示されている。また、特許文献2には、同一基板に複数の発光部を備えた半導体発光素子が開示されている。特許文献1及び特許文献2に開示されている各素子は、複数の端面発光型半導体レーザ(端面発光レーザ)が1次元配置された構成である。これらの場合には、ビーム数が多くなると消費電力が大きくなり、冷却システムが新規に必要となるため、コスト上、4ビーム若しくは8ビーム程度が限界であった。   For example, Patent Document 1 discloses a photoelectric conversion element including a plurality of photoelectric conversion units on the same substrate. Patent Document 2 discloses a semiconductor light emitting element including a plurality of light emitting portions on the same substrate. Each element disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 has a configuration in which a plurality of edge-emitting semiconductor lasers (edge-emitting lasers) are arranged one-dimensionally. In these cases, the power consumption increases as the number of beams increases, and a new cooling system is required. Therefore, the cost is limited to about 4 beams or 8 beams.

これに対し、近年盛んに研究が行われている面発光レーザ(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)は、消費電力が端面発光レーザに比べて一桁程度小さい。また、面発光レーザでは、容易に多くの発光部を2次元的に集積し、アレイ化することができる。そのため、複数の発光部を有する面発光レーザアレイは、画像形成装置における高速化及び高密度化を達成するための光源として期待されている(例えば、特許文献3〜5参照)。   On the other hand, a surface emitting laser (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), which has been actively researched in recent years, consumes about an order of magnitude less power than an edge emitting laser. In addition, in the surface emitting laser, many light emitting portions can be easily two-dimensionally integrated and arrayed. Therefore, a surface emitting laser array having a plurality of light emitting units is expected as a light source for achieving high speed and high density in an image forming apparatus (see, for example, Patent Documents 3 to 5).

ところで、複数の発光部をそれぞれを個別に駆動制御する際に、発光対象の発光部と異なる発光部が、意図せずに同時に発光する現象(以下では、便宜上「同時発光現象」と略述する)を示す面発光レーザアレイがみられた。これは、画像品質を低下させるため、そのような面発光レーザアレイは、不良品となる。その結果、製品歩留まりが低下することとなる。   By the way, when each of the plurality of light emitting units is individually driven and controlled, a phenomenon in which a light emitting unit different from the light emitting unit to emit light simultaneously unintentionally emits light (hereinafter abbreviated as “simultaneous light emitting phenomenon” for convenience) A surface emitting laser array showing) was observed. This degrades the image quality, so such a surface emitting laser array becomes a defective product. As a result, the product yield is reduced.

例えば、特許文献6には、共通電極構造に起因した共通インピーダンスと信号配線ワイヤ間の電磁誘導によるチャンネル間クロストークを抑制するマルチチャンネル光素子搭載基板が開示されている。   For example, Patent Document 6 discloses a multi-channel optical element mounting substrate that suppresses crosstalk between channels caused by electromagnetic induction between a common impedance and signal wiring wires due to a common electrode structure.

特開平11−340570号公報JP 11-340570 A 特開平11−354888号公報JP 11-354888 A 特開2005−274755号公報JP 2005-274755 A 特開2005−234510号公報JP 2005-234510 A 特開2001−272615号公報JP 2001-272615 A 特開2003−14994号公報JP 2003-14994 A

発明者らは、面発光レーザアレイで上記「同時発光現象」がなぜ起きるのかを鋭利検討した。そして、「同時発光現象」が発生した面発光レーザアレイでは、発光部に対応する電極パッドに異常があることを見出した。具体的には、本来電気的に絶縁状態でなければならない隣接電極パッド間の領域(間隙)に異物が付着しており、この異物が隣接する電極パッドを導通(ショート)させていた。この異物に対して、組成分析など様々な分析を行ったところ、異物はパターニングされている電極と同じ成分の金属片であることが判った。   The inventors have intensively studied why the above-mentioned “simultaneous light emission phenomenon” occurs in a surface emitting laser array. And in the surface emitting laser array in which the “simultaneous light emission phenomenon” occurred, it was found that there is an abnormality in the electrode pad corresponding to the light emitting part. Specifically, foreign matter is attached to a region (gap) between adjacent electrode pads that should be electrically insulated originally, and this foreign matter makes the adjacent electrode pads conductive (short-circuited). When various analyzes such as composition analysis were performed on the foreign matter, it was found that the foreign matter was a metal piece having the same component as the patterned electrode.

さらに発明者らは、この金属片がどのプロセスのどこから発生するか、探索したところ、製造プロセスにおけるリフトオフ工程で発生していることが判った。すなわち、この金属片は、製造プロセス中に除去された金属片が再付着したものであった。   Further, the inventors searched for where in this process the metal piece originated, and found that it occurred in the lift-off process in the manufacturing process. That is, the metal piece was a reattachment of the metal piece removed during the manufacturing process.

このように、面発光レーザアレイにおける「同時発光現象」は、面発光レーザアレイに固有なものであり、特許文献6に開示されている方法では、製品歩留まりを向上させることは困難であった。   Thus, the “simultaneous light emission phenomenon” in the surface emitting laser array is unique to the surface emitting laser array, and it has been difficult to improve the product yield by the method disclosed in Patent Document 6.

本発明は、上述した発明者等の得た新規知見に基づいてなされたものであり、以下の構成を有している。   The present invention has been made based on the new knowledge obtained by the inventors described above, and has the following configuration.

本発明は、第1の観点からすると、表面の法線方向が結晶方位[1 0 0]方向から結晶方位[1 1 1]方向に向かって所定角度傾斜した基板と;前記基板上に積層され、複数の光出射部を有する多層の半導体層と;前記複数の光出射部に対応して設けられ、光の通路となる開口部を有する複数の電極と;前記複数の電極に対応して設けられた複数の電極パッドと;前記複数の電極のそれぞれを、対応する電極パッドに電気的に接続する複数の配線と;を備え、前記開口部における開口幅の最大値は、電気的に絶縁されている領域の最小幅よりも小さく、前記開口部は、前記結晶方位[1 0 0]方向及び前記結晶方位[1 1 1]方向が含まれる面に直交する第1の方向に関する開口幅に対する、前記法線方向及び前記第1の方向が含まれる面に直交する第2の方向に関する開口幅の比率である第1の比率が、ニア・フィールド・パターンにおける前記第1の方向に関するビーム幅に対する前記第2の方向に関するビーム幅の比率である第2の比率と同じであり、前記第1及び第2の比率それぞれは、1.01以上かつ1.05以下である面発光レーザアレイである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate whose surface normal direction is inclined at a predetermined angle from the crystal orientation [1 0 0] direction to the crystal orientation [1 1 1] direction ; A multilayer semiconductor layer having a plurality of light emitting portions; a plurality of electrodes provided corresponding to the plurality of light emitting portions and having openings serving as light passages; provided corresponding to the plurality of electrodes A plurality of wirings electrically connecting each of the plurality of electrodes to a corresponding electrode pad, wherein the maximum value of the opening width in the opening is electrically insulated. The opening is smaller than a minimum width of the region, and the opening corresponds to the opening width in the first direction orthogonal to the plane including the crystal orientation [1 0 0] direction and the crystal orientation [1 1 1] direction, Includes the normal direction and the first direction The first ratio, which is the ratio of the aperture width in the second direction orthogonal to the plane, is the ratio of the beam width in the second direction to the beam width in the first direction in the near field pattern. The first and second ratios are 1.01 and 1.05, respectively, in the surface emitting laser array.

これによれば、製品歩留まりを向上させることが可能となる。 According to this, it is possible to improve the product yield.

本発明は、第2の観点からすると、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の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偏向器と;前記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である。   From a second viewpoint, the present invention is an optical scanning device that scans a surface to be scanned with light, the light source having the surface emitting laser array of the present invention; a deflector that deflects the light from the light source; A scanning optical system that condenses the light deflected by the deflector onto the surface to be scanned.

これによれば、光源が本発明の面発光レーザアレイを有しているため、高コスト化を招くことなく、高密度の光走査を行うことが可能となる。   According to this, since the light source has the surface emitting laser array of the present invention, high-density optical scanning can be performed without increasing the cost.

本発明は、第3の観点からすると、少なくとも1つの像担持体と;前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも1つの本発明の光走査装置と;を備える画像形成装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided at least one image carrier; and at least one optical scanning device according to the invention that scans the at least one image carrier with light including image information. An image forming apparatus provided.

これによれば、少なくとも1つの本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。   According to this, since at least one optical scanning device of the present invention is provided, as a result, a high-definition image can be formed at a high speed without incurring an increase in cost.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図21を用いて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係るレーザプリンタ1000の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a laser printer 1000 according to an embodiment of the present invention.

このレーザプリンタ1000は、光走査装置1010、感光体ドラム1030、帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034、クリーニングユニット1035、トナーカートリッジ1036、給紙コロ1037、給紙トレイ1038、レジストローラ対1039、定着ローラ1041、排紙ローラ1042、排紙トレイ1043、通信制御装置1050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体1044の中の所定位置に収容されている。   The laser printer 1000 includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charging charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a charge eliminating unit 1034, a cleaning unit 1035, a toner cartridge 1036, a paper feeding roller 1037, a paper feeding tray 1038, A registration roller pair 1039, a fixing roller 1041, a paper discharge roller 1042, a paper discharge tray 1043, a communication control device 1050, a printer control device 1060 that comprehensively controls the above-described units, and the like are provided. These are housed in predetermined positions in the printer housing 1044.

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。   The communication control device 1050 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like.

感光体ドラム1030は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム1030の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム1030は、図1における矢印方向に回転するようになっている。   The photosensitive drum 1030 is a cylindrical member, and a photosensitive layer is formed on the surface thereof. That is, the surface of the photoconductor drum 1030 is a scanned surface. The photosensitive drum 1030 rotates in the direction of the arrow in FIG.

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。   The charging charger 1031, the developing roller 1032, the transfer charger 1033, the charge removal unit 1034, and the cleaning unit 1035 are each disposed in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 1030. Then, along the rotation direction of the photosensitive drum 1030, the charging charger 1031 → the developing roller 1032 → the transfer charger 1033 → the discharging unit 1034 → the cleaning unit 1035 are arranged in this order.

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。   The charging charger 1031 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 1030.

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の表面に、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束を照射する。これにより、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム1030の表面に形成される。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。   The optical scanning device 1010 irradiates the surface of the photosensitive drum 1030 charged by the charging charger 1031 with a light beam modulated based on image information from the host device. As a result, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1030. The latent image formed here moves in the direction of the developing roller 1032 as the photosensitive drum 1030 rotates. The configuration of the optical scanning device 1010 will be described later.

トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ1032に供給される。   The toner cartridge 1036 stores toner, and the toner is supplied to the developing roller 1032.

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。   The developing roller 1032 causes the toner supplied from the toner cartridge 1036 to adhere to the latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1030 to visualize the image information. Here, the latent image to which the toner is attached (hereinafter also referred to as “toner image” for the sake of convenience) moves in the direction of the transfer charger 1033 as the photosensitive drum 1030 rotates.

給紙トレイ1038には記録紙1040が格納されている。この給紙トレイ1038の近傍には給紙コロ1037が配置されており、該給紙コロ1037は、記録紙1040を給紙トレイ1038から1枚づつ取り出し、レジストローラ対1039に搬送する。該レジストローラ対1039は、給紙コロ1037によって取り出された記録紙1040を一旦保持するとともに、該記録紙1040を感光体ドラム1030の回転に合わせて感光体ドラム1030と転写チャージャ1033との間隙に向けて送り出す。   Recording paper 1040 is stored in the paper feed tray 1038. A paper feed roller 1037 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 1038, and the paper feed roller 1037 takes out the recording paper 1040 one by one from the paper feed tray 1038 and conveys it to the registration roller pair 1039. The registration roller pair 1039 temporarily holds the recording paper 1040 taken out by the paper supply roller 1037, and in the gap between the photosensitive drum 1030 and the transfer charger 1033 according to the rotation of the photosensitive drum 1030. Send it out.

転写チャージャ1033には、感光体ドラム1030の表面上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。   A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the transfer charger 1033 in order to electrically attract the toner on the surface of the photosensitive drum 1030 to the recording paper 1040. With this voltage, the toner image on the surface of the photosensitive drum 1030 is transferred to the recording paper 1040. The recording sheet 1040 transferred here is sent to the fixing roller 1041.

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。   In the fixing roller 1041, heat and pressure are applied to the recording paper 1040, whereby the toner is fixed on the recording paper 1040. The recording paper 1040 fixed here is sent to the paper discharge tray 1043 via the paper discharge roller 1042 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 1043.

除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。   The neutralization unit 1034 neutralizes the surface of the photosensitive drum 1030.

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。   The cleaning unit 1035 removes the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 1030 (residual toner). The surface of the photosensitive drum 1030 from which the residual toner has been removed returns to the position facing the charging charger 1031 again.

次に、前記光走査装置1010の構成について説明する。   Next, the configuration of the optical scanning device 1010 will be described.

この光走査装置1010は、一例として図2に示されるように、fθレンズ11a、トロイダルレンズ11b、ポリゴンミラー13、光源14、カップリングレンズ15、開口板16、シリンドリカルレンズ17、反射ミラー18、及び走査制御装置(図示省略)などを備えている。そして、これらは、ハウジング30の中の所定位置に組み付けられている。   As shown in FIG. 2 as an example, the optical scanning device 1010 includes an fθ lens 11a, a toroidal lens 11b, a polygon mirror 13, a light source 14, a coupling lens 15, an aperture plate 16, a cylindrical lens 17, a reflection mirror 18, and A scanning control device (not shown) is provided. These are assembled at predetermined positions in the housing 30.

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。   In the following, for convenience, the direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and the direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.

カップリングレンズ15は、光源14から射出された光束を略平行光とする。光源14とカップリングレンズ15はアルミニウム製の保持部材に固定され、ユニット化されている。   The coupling lens 15 converts the light beam emitted from the light source 14 into substantially parallel light. The light source 14 and the coupling lens 15 are fixed to an aluminum holding member and unitized.

開口板16は、開口部を有し、カップリングレンズ15を介した光束のビーム径を規定する。   The aperture plate 16 has an aperture and defines the beam diameter of the light beam through the coupling lens 15.

シリンドリカルレンズ17は、開口板16の開口部を通過した光束を、反射ミラー18を介してポリゴンミラー13の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。   The cylindrical lens 17 forms an image of the light flux that has passed through the opening of the aperture plate 16 in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 13 via the reflection mirror 18 in the sub-scanning corresponding direction.

光源14とポリゴンミラー13との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ15と開口板16とシリンドリカルレンズ17と反射ミラー18とから構成されている。   The optical system arranged on the optical path between the light source 14 and the polygon mirror 13 is also called a pre-deflector optical system. In the present embodiment, the pre-deflector optical system includes a coupling lens 15, an aperture plate 16, a cylindrical lens 17, and a reflection mirror 18.

ポリゴンミラー13は、一例として内接円の半径が18mmの6面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー13は、副走査対応方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー18からの光束を偏向する。   As an example, the polygon mirror 13 has a hexahedral mirror having an inscribed circle radius of 18 mm, and each mirror serves as a deflecting reflection surface. The polygon mirror 13 deflects the light flux from the reflection mirror 18 while rotating at a constant speed around an axis parallel to the sub-scanning corresponding direction.

fθレンズ11aは、ポリゴンミラー13で偏向された光束の光路上に配置されている。   The fθ lens 11 a is disposed on the optical path of the light beam deflected by the polygon mirror 13.

トロイダルレンズ11bは、fθレンズ11aを介した光束の光路上に配置されている。そして、このトロイダルレンズ11bを介した光束が、感光体ドラム1030の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー13の回転に伴って感光体ドラム1030の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム1030の表面が光走査される。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。   The toroidal lens 11b is disposed on the optical path of the light beam through the fθ lens 11a. Then, the light beam that passes through the toroidal lens 11b is irradiated onto the surface of the photosensitive drum 1030 to form a light spot. This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 1030 as the polygon mirror 13 rotates. That is, the surface of the photosensitive drum 1030 is optically scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction”. The rotation direction of the photosensitive drum 1030 is the “sub-scanning direction”.

ポリゴンミラー13と感光体ドラム1030との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、fθレンズ11aとトロイダルレンズ11bとから構成されている。なお、fθレンズ11aとトロイダルレンズ11bの間の光路上、及びトロイダルレンズ11bと感光体ドラム1030の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも1つの折り返しミラーが配置されても良い。   The optical system arranged on the optical path between the polygon mirror 13 and the photosensitive drum 1030 is also called a scanning optical system. In the present embodiment, the scanning optical system includes an fθ lens 11a and a toroidal lens 11b. Note that at least one folding mirror may be disposed on at least one of the optical path between the fθ lens 11a and the toroidal lens 11b and the optical path between the toroidal lens 11b and the photosensitive drum 1030.

光源14は、一例として図3に示されるように、面発光レーザアレイ100を有している。   As an example, the light source 14 includes a surface emitting laser array 100 as shown in FIG.

この面発光レーザアレイ100は、複数の発光部、該複数の発光部に対応した複数の電極パッド、及び各電極パッドとそれに対応する発光部とを電気的に接続する複数の配線が同一基板上に形成されている。なお、図3におけるM方向は主走査対応方向であり、S方向は副走査対応方向である。   The surface-emitting laser array 100 includes a plurality of light emitting units, a plurality of electrode pads corresponding to the plurality of light emitting units, and a plurality of wirings that electrically connect each electrode pad and the corresponding light emitting unit on the same substrate. Is formed. Note that the M direction in FIG. 3 is the main scanning corresponding direction, and the S direction is the sub scanning corresponding direction.

ここでは、面発光レーザアレイ100は、図4に示されるように、M方向からS方向に向かって傾斜した方向であるT方向に沿って8個の発光部が等間隔に配置された発光部列を4列有している。そして、これら4列の発光部列は、すべての発光部をS方向に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔cとなるように、S方向に等間隔dで配置されている。すなわち、32個の発光部が2次元的に配列されている。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。   Here, as shown in FIG. 4, the surface emitting laser array 100 includes a light emitting unit in which eight light emitting units are arranged at equal intervals along the T direction which is a direction inclined from the M direction toward the S direction. There are four rows. These four light emitting section rows are arranged at equal intervals d in the S direction so that they are equally spaced c when all the light emitting sections are orthogonally projected onto a virtual line extending in the S direction. That is, 32 light emitting units are two-dimensionally arranged. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions.

ここでは、間隔cは3μm、間隔dは24μm、M方向の発光部間隔X(図4参照)は30μmである。   Here, the interval c is 3 μm, the interval d is 24 μm, and the light emitting portion interval X (see FIG. 4) in the M direction is 30 μm.

各発光部は、図4のA−A断面図である図5、及び図5の一部を拡大した図6に示されるように、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などを有し、発振波長が780nm帯のレーザ光を射出する。なお、本明細書では、レーザ発振方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な面内における互いに直交する2つの方向をX軸方向及びY軸方向として説明する。   Each light-emitting portion includes a substrate 101, a lower semiconductor DBR 103, a lower spacer layer 104, an active layer 105, as shown in FIG. 5 which is an AA cross-sectional view of FIG. 4 and FIG. The upper spacer layer 106, the upper semiconductor DBR 107, the contact layer 109, and the like, and emits laser light having an oscillation wavelength of 780 nm. In this specification, the laser oscillation direction is defined as the Z-axis direction, and two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the Z-axis direction are described as the X-axis direction and the Y-axis direction.

基板101は、表面が鏡面研磨面であり、図7(A)に示されるように、鏡面研磨面の法線方向が、結晶方位[1 0 0]方向に対して、結晶方位[1 1 1]A方向に向かって15度(θ=15度)傾斜したn−GaAs単結晶基板である。すなわち、基板101はいわゆる傾斜基板である。ここでは、図7(B)に示されるように、結晶方位[0 1 −1]方向が+X方向、結晶方位[0 −1 1]方向が−X方向となるように配置されている。   The surface of the substrate 101 is a mirror-polished surface, and as shown in FIG. 7A, the normal direction of the mirror-polished surface is crystal orientation [1 1 1] with respect to the crystal orientation [1 0 0] direction. ] An n-GaAs single crystal substrate inclined by 15 degrees (θ = 15 degrees) in the A direction. That is, the substrate 101 is a so-called inclined substrate. Here, as shown in FIG. 7B, the crystal orientation [0 1 -1] direction is the + X direction, and the crystal orientation [0 -1 1] direction is the -X direction.

下部半導体DBR103は、不図示のバッファ層を介して基板101の+Z側の面上に積層され、n−AlAsからなる低屈折率層103aと、n−Al0.3Ga0.7Asからなる高屈折率層103b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(図示省略)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の光学厚さとなるように設定されている。 The lower semiconductor DBR 103 is stacked on the + Z side surface of the substrate 101 via a buffer layer (not shown), and is formed of a low refractive index layer 103a made of n-AlAs and n-Al 0.3 Ga 0.7 As. There are 40.5 pairs of high refractive index layers 103b. Between each refractive index layer, in order to reduce electrical resistance, a composition gradient layer (not shown) 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.

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(Al0.1Ga0.90.5In0.5Pからなる層である。 The lower spacer layer 104 is stacked on the + Z side of the lower semiconductor DBR 103 and is a layer made of non-doped (Al 0.1 Ga 0.9 ) 0.5 In 0.5 P.

活性層105は、下部スペーサ層104の+Z側に積層され、一例として図8に示されるように、3層の量子井戸層105aと4層の障壁層105bとを有している。各量子井戸層105aは、0.7%の圧縮歪みを誘起する組成であるGaInPAsからなり、バンドギャップ波長が約780nmである。また、各障壁層105bは、0.6%の引張歪みを誘起する組成であるGa0.68In0.32Pからなる。 The active layer 105 is stacked on the + Z side of the lower spacer layer 104, and includes, as an example, as shown in FIG. 8, three quantum well layers 105a and four barrier layers 105b. Each quantum well layer 105a is made of GaInPAs having a composition that induces 0.7% compressive strain, and has a band gap wavelength of about 780 nm. Each barrier layer 105b is made of Ga 0.68 In 0.32 P, which is a composition that induces a tensile strain of 0.6%.

ところで、歪みが増加すると、ヘビーホールとライトホールのバンド分離が大きくなるため、利得の増加が大きくなり、低閾値化するとともに高効率化(高出力化)する。さらには、キャリア閉じ込め性の向上及び低閾値化によって、上部半導体DBRの反射率低減が可能となり、さらに高出力化を実現できる。   By the way, when the distortion increases, the band separation between the heavy hole and the light hole increases, so that the increase in gain increases, lowering the threshold and increasing the efficiency (higher output). Furthermore, by improving the carrier confinement property and lowering the threshold value, the reflectivity of the upper semiconductor DBR can be reduced, and higher output can be realized.

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(Al0.1Ga0.90.5In0.5Pからなる層である。 The upper spacer layer 106 is laminated on the active layer 105 on the + Z side, and is a layer made of non-doped (Al 0.1 Ga 0.9 ) 0.5 In 0.5 P.

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、その厚さが1波長の光学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。   A portion composed of the lower spacer layer 104, the active layer 105, and the upper spacer layer 106 is also called a resonator structure, and the thickness thereof is set to be an optical thickness of one wavelength. 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、低屈折率層と高屈折率層のペアを23ペア有している。そして、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組成傾斜層(図示省略)が設けられている。   The upper semiconductor DBR 107 is stacked on the + Z side of the upper spacer layer 106, and has 23 pairs of a low refractive index layer and a high refractive index layer. And between each refractive index layer, in order to reduce an electrical resistance, the composition inclination layer (illustration omitted) which changed the composition gradually toward the other composition from one composition is provided.

上部半導体DBR107における低屈折率層の1つには、一例として図9に示されるように、p−AlAsからなる被選択酸化層108が厚さ30nmで挿入されている。この被選択酸化層108の挿入位置は、上部スペーサ層106から光学的に5λ/4離れた位置であり、上部スペーサ層106から3ペア目の低屈折率層中である。そして、被選択酸化層108が含まれる低屈折率層は、隣接する組成傾斜層の1/2を含んで、3λ/4の光学厚さとなるように設定されている。   In one of the low refractive index layers in the upper semiconductor DBR 107, as shown in FIG. 9 as an example, a selective oxidation layer 108 made of p-AlAs is inserted with a thickness of 30 nm. The selective oxidation layer 108 is inserted at a position optically separated from the upper spacer layer 106 by 5λ / 4, and is in the third pair of low refractive index layers from the upper spacer layer 106. The low refractive index layer including the selective oxidation layer 108 is set so as to have an optical thickness of 3λ / 4 including 1/2 of the adjacent composition gradient layer.

上部半導体DBR107における被選択酸化層108が含まれる低屈折率層を除く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の光学厚さとなるように設定されている。   Each refractive index layer except the low refractive index layer including the selective oxidation layer 108 in the upper semiconductor DBR 107 is set to have an optical thickness of λ / 4 including 1/2 of the adjacent composition gradient layer. Has been.

被選択酸化層108の−Z側及び+Z側には、一例として図9に示されるように、p−Al0.81Ga0.19Asからなる厚さ38nmの中間層107mが設けられている。 As shown in FIG. 9 as an example, an intermediate layer 107m made of p-Al 0.81 Ga 0.19 As and having a thickness of 38 nm is provided on the −Z side and + Z side of the selectively oxidized layer 108. .

被選択酸化層108が含まれる低屈折率層における各中間層107mに隣接する層107c(以下では、「低屈折率層107c」という)は、p−Al0.7Ga0.3Asからなる層である。 A layer 107c (hereinafter referred to as “low refractive index layer 107c”) adjacent to each intermediate layer 107m in the low refractive index layer including the selectively oxidized layer 108 is made of p-Al 0.7 Ga 0.3 As. Is a layer.

上部半導体DBR107における被選択酸化層108が含まれる低屈折率層以外の低屈折率層107aは、p−Al0.9Ga0.1Asからなる層である。 The low refractive index layer 107 a other than the low refractive index layer including the selective oxidation layer 108 in the upper semiconductor DBR 107 is a layer made of p-Al 0.9 Ga 0.1 As.

また、上部半導体DBR107における高屈折率層107bは、p−Al0.3Ga0.7Asからなる層である。 The high refractive index layer 107 b in the upper semiconductor DBR 107 is a layer made of p-Al 0.3 Ga 0.7 As.

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.

次に、面発光レーザアレイ100の製造方法について簡単に説明する。   Next, a method for manufacturing the surface emitting laser array 100 will be briefly 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。 (1) The laminate is formed by crystal growth by metal organic vapor phase epitaxy (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE).

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。なお、キャリアガスには、Hを用いている。特に、MOCVD法は、原料ガスの供給量を制御することで、組成傾斜層のような構成を容易に形成できるので、半導体DBRを含んだ面発光レーザ素子の結晶成長方法としてMBE法に比べて適している。またMBE法のような高真空を必要とせず、原料ガスの供給流量や供給時間を制御すれば良いので、量産性にも優れている。 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. Note that H 2 is used as the carrier gas. In particular, the MOCVD method can easily form a composition graded layer layer by controlling the supply amount of the source gas, so that it can be used as a crystal growth method for a surface emitting laser element including a semiconductor DBR compared to the MBE method. Is suitable. Further, high vacuum is not required as in the MBE method, and the supply flow rate and supply time of the source gas may be controlled, so that the mass productivity is excellent.

(2)積層体の表面における発光部となる複数の領域のそれぞれに、一辺が20μmの正方形状のレジストパターンを形成する。 (2) A square-shaped resist pattern having a side of 20 μm is formed in each of a plurality of regions to be light emitting portions on the surface of the laminate.

(3)Clガスを用いるECRエッチング法で、上記レジストパターンをフォトマスクとして四角柱状のメサを形成する。ここでは、エッチングの底面は下部スペーサ層104中に位置するようにしている。 (3) A square columnar mesa is formed by ECR etching using Cl 2 gas, using the resist pattern as a photomask. Here, the bottom surface of the etching is positioned in the lower spacer layer 104.

ところで、2つの発光部の間の溝は、各発光部の電気的及び空間的分離のために、5μm以上とすることが好ましい。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以上とすることが好ましい。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。   By the way, it is preferable that the groove | channel between two light emission parts shall be 5 micrometers or more for the electrical and spatial separation of each light emission part. This is because if it is too narrow, it becomes difficult to control etching during production. Further, the mesa size (length of one side) is preferably 10 μm or more. This is because if it is too small, heat will be accumulated during operation and the characteristics may be deteriorated.

(4)フォトマスクを除去する。 (4) The photomask is removed.

(5)積層体を水蒸気中で熱処理する。これにより、被選択酸化層108中のAl(アルミニウム)がメサの外周部から選択的に酸化され、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が残留する(図6参照)。すなわち、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、いわゆる酸化狭窄構造体が形成される。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。なお、ここでは、種々の予備実験の結果から、電流通過領域が所望の形状及び大きさとなるように、熱処理条件(保持温度、保持時間等)を適切に選択している。 (5) The laminated body is heat-treated in water vapor. As a result, Al (aluminum) in the selectively oxidized layer 108 is selectively oxidized from the outer peripheral portion of the mesa, and an unoxidized region 108b surrounded by the Al oxide layer 108a remains in the central portion of the mesa. (See FIG. 6). In other words, a so-called oxidized constriction structure is formed that restricts the drive current path of the light emitting part only to the central part of the mesa. The non-oxidized region 108b is a current passage region (current injection region). Here, from the results of various preliminary experiments, the heat treatment conditions (holding temperature, holding time, etc.) are appropriately selected so that the current passage region has a desired shape and size.

(6)気相化学堆積法(CVD法)を用いて、SiNあるいはSiOからなる保護層111を形成する。 (6) The protective layer 111 made of SiN or SiO 2 is formed using a vapor phase chemical deposition method (CVD method).

(7)コンタクト層109上の保護層111を部分的に除去する。ここでは、保護層111を残す部分をフォトレジストによりマスクした後、マスクされていない保護層111をBHFにてエッチングする。 (7) The protective layer 111 on the contact layer 109 is partially removed. Here, the portion where the protective layer 111 is left is masked with a photoresist, and then the unmasked protective layer 111 is etched with BHF.

(8)メサ上にフォトレジストをスピンコータ等で均一な膜厚で塗布する。ここでのフォトレジストの膜厚はリフトオフの制御性などから決定される。なお、本実施形態では数μmとしている。 (8) A photoresist is applied on the mesa with a uniform film thickness using a spin coater or the like. Here, the film thickness of the photoresist is determined by the controllability of lift-off. In this embodiment, it is set to several μm.

(9)フォトレジストを加熱(ベーク)し、硬化させる。なお、本実施形態では、リフトオフの制御性を考えて、ベーク温度を一般的な温度よりも低め(約80℃)に設定した。 (9) The photoresist is heated (baked) and cured. In the present embodiment, the bake temperature is set lower than a general temperature (about 80 ° C.) in consideration of lift-off controllability.

(10)フォトレジストをフォトリソグラフィ手法によって露光・現像し、リフトオフ用のレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、p側の電極、電極パッド及び配線が形成される領域以外の領域をマスクするパターンとなっている。 (10) The photoresist is exposed and developed by a photolithography technique to form a lift-off resist pattern. This resist pattern is a pattern that masks a region other than the region where the p-side electrode, electrode pad, and wiring are formed.

(11)リフトオフ用のレジストパターンが形成された積層体上に金属を蒸着する。ここでは、メサの側面(傾斜面)にも配線する必要があり、傾斜面での配線の膜厚を確保するために、極端に厚く成膜する。一般的なシリコン半導体における配線の膜厚と比較すると、数十倍の厚さとなる。 (11) A metal is vapor-deposited on the laminate on which the resist pattern for lift-off is formed. Here, it is necessary to perform wiring also on the side surface (inclined surface) of the mesa, and the film is formed extremely thick in order to ensure the film thickness of the wiring on the inclined surface. Compared with the thickness of the wiring in a general silicon semiconductor, the thickness is several tens of times.

蒸着される金属は、下地との密着性や合金化などを考慮して、複数の金属膜からなる積層構造体とするのが好ましい。本実施形態では、p型のオーミックコンタクト性などを考慮して、Cr/AuZn/Auの積層構造体としている。そして、Cr層は膜厚5nm程度、AuZn層は膜厚10nm程度の薄膜とし、Au層は膜厚1μm程度の厚膜としている。   The metal to be vapor-deposited is preferably a laminated structure composed of a plurality of metal films in consideration of adhesion to the base and alloying. In the present embodiment, a stacked structure of Cr / AuZn / Au is used in consideration of p-type ohmic contact properties and the like. The Cr layer has a thickness of about 5 nm, the AuZn layer has a thickness of about 10 nm, and the Au layer has a thickness of about 1 μm.

(12)全体をアセトンに浸漬し、フォトレジストを溶解する。このとき、フォトレジスト表面の金属(蒸着された金属)も同時に剥離する。ここでは、超音波振動などを加えても良いが、必要な部分での膜剥がれなどの不具合が発生するのを防止するために、できるだけ弱くするのが好ましい。なお、処理時間はフォトレジストが溶解していく様子を目視で観察しながら決定する。 (12) The whole is immersed in acetone to dissolve the photoresist. At this time, the metal on the photoresist surface (deposited metal) is also peeled off at the same time. Here, ultrasonic vibration or the like may be added, but it is preferable to make it as weak as possible in order to prevent a problem such as film peeling at a necessary portion. The processing time is determined by visually observing how the photoresist is dissolved.

(13)全体をエタノールやIPA(イソプロピルアルコール)などの洗浄液に浸漬する。これにより、p側の電極113、電極パッド、配線が形成される。なお、以下では、一例として図10に示されるように、p側の電極113によって囲まれた領域を「開口部」という。そして、該開口部におけるY軸方向の開口幅をa、X軸方向の開口幅をbとしたときの、a/bを「開口部の矩形率」ともいう。 (13) The whole is immersed in a cleaning solution such as ethanol or IPA (isopropyl alcohol). Thereby, the p-side electrode 113, the electrode pad, and the wiring are formed. Hereinafter, as illustrated in FIG. 10 as an example, a region surrounded by the p-side electrode 113 is referred to as an “opening”. Further, a / b is also referred to as “rectangular ratio of the opening” when the opening width in the Y-axis direction at the opening is a and the opening width in the X-axis direction is b.

本実施形態では、開口部の矩形率は、一例として図11(A)及び図11(B)に示されるように、ニア・フィールド・パターン(以下、便宜上「NFP」ともいう)の矩形率(Ny/Nx)と一致するように設定されている。本明細書では、NFPの矩形率は、中心の光強度を1としたときに1/e以上の光強度を有する領域の矩形率をいう。なお、このNFPの矩形率を求める方法については後述する。 In the present embodiment, the rectangular ratio of the opening is, for example, a rectangular ratio (hereinafter also referred to as “NFP” for convenience) of a near field pattern (see FIG. 11A and FIG. 11B). Ny / Nx). In this specification, the rectangular ratio of NFP refers to the rectangular ratio of a region having a light intensity of 1 / e 2 or more when the central light intensity is 1. A method for obtaining the rectangular ratio of NFP will be described later.

また、隣接する電極パッド間の間隙の最小値L(図12参照)は、開口部の最長幅R(図13参照)よりも大きくなるように設定されている。さらに、一例として図14に示されるように、p側の電極113と配線間の間隙の最小値L´も、開口部の最長幅Rよりも大きくなるように設定されている。そして、隣接する配線間の間隙の最小値も、開口部の最長幅Rよりも大きくなるように設定されている。   Further, the minimum value L (see FIG. 12) of the gap between adjacent electrode pads is set to be larger than the longest width R (see FIG. 13) of the opening. Furthermore, as shown in FIG. 14 as an example, the minimum value L ′ of the gap between the p-side electrode 113 and the wiring is also set to be larger than the longest width R of the opening. The minimum value of the gap between adjacent wirings is also set to be larger than the longest width R of the opening.

(14)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側の電極114を形成する。ここでは、n側の電極114はAuGe/Ni/Auの積層構造体である。 (14) After polishing the back side of the substrate 101 to a predetermined thickness (for example, about 100 μm), the n-side electrode 114 is formed. Here, the n-side electrode 114 is a laminated structure of AuGe / Ni / Au.

(15)アニールによって、p側の電極113とn側の電極114のオーミック導通をとる。これにより、各メサは発光部となる。 (15) Ohmic conduction is established between the p-side electrode 113 and the n-side electrode 114 by annealing. Thereby, each mesa becomes a light emission part.

(16)チップ毎に切断する。 (16) Cut for each chip.

このようにして製造された複数の面発光レーザアレイ100では、上記「同時発光現象」はみられなかった。   In the plurality of surface emitting laser arrays 100 manufactured as described above, the above-mentioned “simultaneous light emission phenomenon” was not observed.

ここで、前述したNFPの矩形率を求める方法について説明する。   Here, a method of obtaining the above-described NFP rectangle ratio will be described.

(A)先ず、面発光レーザアレイ100の発光部と同様な構成を有し、開口部のみを十分に大きくして、開口部が発光パターンに影響しないようにした計測用面発光レーザを別途作製する。ここでは、開口部の形状を一辺が12μmの正方形状とした。また、IR顕微鏡で観察し、電流通過領域の大きさがX軸方向に関して4.0μm、Y軸方向に関して4.05μmとなるように、選択酸化工程における熱処理の条件(保持温度、保持時間等)を設定した。 (A) First, a surface emitting laser for measurement having a configuration similar to that of the light emitting portion of the surface emitting laser array 100 and having a sufficiently large opening so that the opening does not affect the light emission pattern is separately manufactured. To do. Here, the opening has a square shape with a side of 12 μm. Also, the conditions of the heat treatment in the selective oxidation step (holding temperature, holding time, etc.) so that the size of the current passing region is 4.0 μm in the X-axis direction and 4.05 μm in the Y-axis direction when observed with an IR microscope. It was set.

(B)そして、倍率が100倍の対物レンズを、その焦点位置が計測用面発光レーザの開口部の底と一致するように配置する。 (B) Then, an objective lens having a magnification of 100 is disposed so that the focal position thereof coincides with the bottom of the opening of the surface emitting laser for measurement.

(C)計測用面発光レーザに駆動電流を供給するとともに、計測用面発光レーザの光出力が約1.4mWとなるように駆動電流を調整する。 (C) A driving current is supplied to the surface emitting laser for measurement, and the driving current is adjusted so that the optical output of the surface emitting laser for measurement is about 1.4 mW.

(D)対物レンズを介した計測用面発光レーザからの光束をCCDカメラで受光する。なお、光強度を調整する目的で、対物レンズとCCDカメラとの間にフィルタを配置しても良い。 (D) The CCD camera receives the light beam from the surface emitting laser for measurement via the objective lens. A filter may be disposed between the objective lens and the CCD camera for the purpose of adjusting the light intensity.

(E)CCDカメラの出力画像を画像処理し、光強度が最大となる位置を通りX軸方向に平行な断面、及びY軸方向に平行な断面での光強度分布を、いわゆるガウシアン・フィッティングを用いて求める。 (E) The output image of the CCD camera is image-processed, and the light intensity distribution in the cross section parallel to the X-axis direction and the cross-section parallel to the Y-axis direction through the position where the light intensity is maximum is subjected to so-called Gaussian fitting. Use to find.

(F)そして、各光強度分布に基づいて、X軸方向及びY軸方向に関して、中心の光強度を1としたときに1/e以上の光強度を有する領域の幅を求め、そのときの「Y軸方向の幅/X軸方向の幅」を、上記NFPの矩形率とする。本実施形態では、X軸方向の幅は6.5μm、Y軸方向の幅は6.2μmであり、NFPの矩形率は約1.05であった。なお、計測用面発光レーザでは、電流通過領域の矩形率は約1.01であり、NFPの矩形率のほうがかなり大きかった。 (F) Then, based on each light intensity distribution, the width of a region having a light intensity of 1 / e 2 or more is obtained with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction, where the central light intensity is 1, and then The “width in the Y-axis direction / width in the X-axis direction” is the rectangular ratio of the NFP. In this embodiment, the width in the X-axis direction is 6.5 μm, the width in the Y-axis direction is 6.2 μm, and the rectangular ratio of NFP is about 1.05. In the surface emitting laser for measurement, the rectangular ratio of the current passing region was about 1.01, and the rectangular ratio of NFP was considerably larger.

そこで、面発光レーザアレイ100では、開口部におけるY軸方向の開口幅aを10.0μm、X軸方向の開口幅bを10.5μmとした。この場合、開口部における開口幅の最大値R(図13参照)は、14.5μmである。そして、隣接する電極パッド間の間隙の最小値Lは、14.6μmとした。   Therefore, in the surface emitting laser array 100, the opening width a in the Y-axis direction at the opening is 10.0 μm, and the opening width b in the X-axis direction is 10.5 μm. In this case, the maximum value R (see FIG. 13) of the opening width in the opening is 14.5 μm. The minimum value L of the gap between adjacent electrode pads was 14.6 μm.

ところで、前述したように、面発光レーザアレイにおける「同時発光現象」は、面発光レーザアレイに固有なものであり、製造プロセス中に除去された金属片が電気的に絶縁されている領域に再付着して、該領域の絶縁性を毀損することによって発生する。特に、製造プロセスのリフトオフ工程で開口部を形成するために除去した複数の金属は、その厚さのために細かく粉砕されることなく、開口部と同じ形状の金属片として浸漬液中を浮遊する。そして、この金属片が、「同時発光現象」に関係していることを発明者らは見出した(図15参照)。   By the way, as described above, the “simultaneous light emission phenomenon” in the surface emitting laser array is unique to the surface emitting laser array, and the metal piece removed during the manufacturing process is restored to the electrically insulated region. It is generated by adhering and degrading the insulation of the region. In particular, the plurality of metals removed to form the opening in the lift-off process of the manufacturing process float in the immersion liquid as metal pieces having the same shape as the opening without being finely pulverized due to its thickness. . The inventors have found that this metal piece is related to the “simultaneous light emission phenomenon” (see FIG. 15).

そこで、金属片の大きさを小さくするために、開口部の大きさを小さくすることが考えられる。しかしながら、開口部の大きさを小さくしすぎると、レーザ特性の一つであるファー・フィールド・パターン(以下、便宜上「FFP」ともいう)の劣化を招く。具体的には、開口部の辺縁で出射光が回折し、所望のFFPよりも大きなFFPとなる。また、一例として図16に示されるように、Z軸方向から見たときに、電流通過領域108bの中心と開口部の中心とがずれて、出射光が開口部の辺縁にかかる場合も、同様に所望のFFPよりも大きなFFPとなる。従って、所望のFFPを実現するには、製造工程での前記ずれを考慮して、開口部の大きさをある程度大きくする必要がある。   Therefore, it is conceivable to reduce the size of the opening in order to reduce the size of the metal piece. However, if the size of the opening is too small, the far field pattern (hereinafter also referred to as “FFP” for convenience), which is one of laser characteristics, is deteriorated. Specifically, the emitted light is diffracted at the edge of the opening, resulting in an FFP larger than the desired FFP. In addition, as shown in FIG. 16 as an example, when viewed from the Z-axis direction, the center of the current passing region 108b is shifted from the center of the opening, and the emitted light is applied to the edge of the opening. Similarly, the FFP is larger than the desired FFP. Therefore, in order to realize a desired FFP, it is necessary to increase the size of the opening to some extent in consideration of the shift in the manufacturing process.

また、発明者らは、複数の面発光レーザについて、電流通過領域108bの形状とNFPの形状との関係を調べた。その結果が図17に示されている。これによると、電流通過領域の矩形率(図18参照)の平均値は1.02であり、NFPの矩形率の平均値は1.04であった。すなわち、電流通過領域108bの形状とNFPの形状とは相似形でないことが判明した。なお、電流通過領域の矩形率は、IR顕微鏡で観察して計測した(図19参照)。   In addition, the inventors investigated the relationship between the shape of the current passing region 108b and the shape of the NFP for a plurality of surface emitting lasers. The result is shown in FIG. According to this, the average value of the rectangular ratio (see FIG. 18) of the current passing region was 1.02, and the average value of the rectangular ratio of NFP was 1.04. That is, it has been found that the shape of the current passing region 108b and the shape of the NFP are not similar. The rectangular ratio of the current passing region was measured by observing with an IR microscope (see FIG. 19).

従来のように、開口部の形状を電流通過領域の形状(正方形、図20(A)参照)と相似形とした場合に、所望の大きさのFFPを得るためには、製造工程での前記ずれだけでなく、電流通過領域の矩形率とNFPの矩形率の違いも考慮して、開口部の大きさにおける公差を設定する必要がある。   In order to obtain an FFP having a desired size when the shape of the opening is similar to the shape of the current passing region (square, see FIG. 20A) as in the prior art, It is necessary to set a tolerance in the size of the opening in consideration of not only the deviation but also the difference between the rectangular ratio of the current passing region and the rectangular ratio of the NFP.

一方、本実施形態のように、開口部の矩形率をNFPの矩形率(図20(B)及び図20(D)参照)と同じとした場合には、製造工程での前記ずれのみを考慮して、開口部の大きさにおける公差を設定することができる。   On the other hand, when the rectangular ratio of the opening is the same as the rectangular ratio of NFP (see FIGS. 20B and 20D) as in the present embodiment, only the deviation in the manufacturing process is considered. Thus, a tolerance in the size of the opening can be set.

すなわち、本実施形態では、従来よりも開口部の大きさを小さくしても、所望の大きさのFFPを得ることができる。この結果、開口部における開口幅の最大値を、従来よりも小さくすることができる(図20(C)及び図20(D)参照)。   That is, in the present embodiment, an FFP having a desired size can be obtained even if the size of the opening is made smaller than before. As a result, the maximum value of the opening width in the opening can be made smaller than before (see FIGS. 20C and 20D).

従って、本実施形態では、「同時発光現象」の原因となる金属片の大きさを従来よりも小さくすることができる(図21参照)。それに伴い、隣接する電極パッド間の間隙、隣接する配線間の間隙を狭くすることが可能となる。すなわち、チップ面積を小さくすることができ、1ロットあたりのチップ数を増加させることが可能となる。その結果、製品歩留まりを向上させるとともに、更なる生産コストの低減を図ることができる。   Therefore, in the present embodiment, the size of the metal piece causing the “simultaneous light emission phenomenon” can be made smaller than the conventional one (see FIG. 21). As a result, the gap between adjacent electrode pads and the gap between adjacent wirings can be reduced. That is, the chip area can be reduced, and the number of chips per lot can be increased. As a result, the product yield can be improved and the production cost can be further reduced.

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、基板101と、該基板101上に積層され、複数の光出射部を有する多層の半導体層と、複数の光出射部に対応して設けられ、光の通路となる開口部を有する複数のp側の電極113と、該複数のp側の電極113に対応して設けられた複数の電極パッドと、前記複数のp側の電極113のそれぞれを、対応する電極パッドに電気的に接続する複数の配線とを備えている。   As described above, according to the surface emitting laser array 100 according to the present embodiment, the substrate 101, the multi-layered semiconductor layer stacked on the substrate 101 and having a plurality of light emitting portions, and the plurality of light emitting portions. A plurality of p-side electrodes 113 provided correspondingly and having openings serving as light passages; a plurality of electrode pads provided corresponding to the plurality of p-side electrodes 113; and the plurality of p-sides Each of the electrodes 113 includes a plurality of wirings that are electrically connected to the corresponding electrode pads.

そして、p側の電極113の開口部における開口幅の最大値は、電気的に絶縁されている領域の最小幅よりも小さくなるように設定されている。   The maximum value of the opening width at the opening of the p-side electrode 113 is set to be smaller than the minimum width of the electrically insulated region.

従って、リフトオフ工程で剥離した金属片が再付着しても「同時発光現象」の発生を抑制することができ、製品歩留まりを向上させることが可能となる。   Therefore, even if the metal piece peeled off in the lift-off process is reattached, the “simultaneous light emission phenomenon” can be suppressed, and the product yield can be improved.

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c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1030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 c, the photosensitive drum 1030 is adjusted by adjusting the lighting timing. In the above, it can be considered that the configuration is the same as the case where the light emitting units are arranged at equal intervals in the sub-scanning direction.

そして、上記間隔cが3μmであるため、光走査装置1010の光学系の倍率を約1.8倍とすれば、4800dpi(ドット/インチ)の高密度書込みができる。   Since the distance c is 3 μm, if the magnification of the optical system of the optical scanning device 1010 is about 1.8, high-density writing of 4800 dpi (dot / inch) can be performed.

このように、本実施形態に係る光走査装置1010によると、光源14が面発光レーザアレイ100を有しているため、感光体ドラム1030上を高密度で走査することが可能となる。   As described above, according to the optical scanning device 1010 according to this embodiment, since the light source 14 includes the surface emitting laser array 100, the photosensitive drum 1030 can be scanned at a high density.

もちろん、主走査対応方向の発光部数を増加したり、前記間隔dを狭くして間隔cを更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、発光部の点灯タイミングで容易に制御できる。   Of course, it is possible to increase the density by increasing the number of light emitting portions in the main scanning direction, making the array arrangement in which the distance d is narrowed and the distance c is further reduced, or by reducing the magnification of the optical system. Quality printing is 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、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。   Further, the laser printer 1000 can perform printing without reducing 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、各発光部からの光束の偏光状態が安定して揃っているため、レーザプリンタ1000では、高精細な画像を高速で形成することができる。   In addition, since the polarization state of the light flux from each light emitting unit is stably aligned, the laser printer 1000 can form a high-definition image at high speed.

このように、本実施形態に係るレーザプリンタ1000によると、光走査装置1010を備えているため、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。   Thus, according to the laser printer 1000 according to the present embodiment, since the optical scanning device 1010 is provided, a high-definition image can be formed at high speed.

なお、上記実施形態では、面発光レーザアレイ100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。   In the above embodiment, the case where the surface emitting laser array 100 has 32 light emitting units has been described, but the present invention is not limited to this.

また、上記実施形態では、被選択酸化層がp−AlAsからなる場合について説明したが、これに限らず、例えばp−Al0.98Ga0.02AsのようにGaが含まれていても良い。 In the above embodiment has described the case where the selective oxidation layer is formed of p-AlAs, not limited to this, also include Ga as for example p-Al 0.98 Ga 0.02 As good.

また、上記実施形態では、被選択酸化層108の挿入位置が、上部スペーサ層106から光学的に5λ/4離れた位置である場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、被選択酸化層108の挿入位置が、上部スペーサ層106から光学的に3λ/4、あるいは7λ/4離れた位置であっても良い。   In the above embodiment, the case where the selective oxidation layer 108 is inserted at a position optically separated from the upper spacer layer 106 by 5λ / 4 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the insertion position of the selective oxidation layer 108 may be a position optically separated from the upper spacer layer 106 by 3λ / 4 or 7λ / 4.

また、上記実施形態では、レーザ発振方向に直交する断面でのメサ形状が正方形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、例えば円形、楕円形あるいは長方形など任意の形状とすることができる。   In the above embodiment, the case where the mesa shape in the cross section perpendicular to the laser oscillation direction is square has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be any shape such as a circle, an ellipse, or a rectangle. Can do.

そして、開口部の形状を、一例として図22に示されるように、楕円形状としても良い。この場合は、Y軸方向の長さa´/X軸方向の長さb´を開口部の矩形率とし、該開口部の矩形率がNFPの矩形率と一致するように設定すると良い。このとき、一例として図23に示されるように、互いに隣接する電極パッド間の間隙Lは、開口部の外形における長軸の長さ(ここでは、a´)よりも大きくする。また、このとき、開口部の形状がNFPの形状と相似形となるように設定しても良い。   The shape of the opening may be an elliptical shape as shown in FIG. 22 as an example. In this case, the length a ′ in the Y-axis direction / the length b ′ in the X-axis direction may be set as the rectangular ratio of the opening, and the rectangular ratio of the opening may be set to match the rectangular ratio of NFP. At this time, as shown in FIG. 23 as an example, the gap L between the adjacent electrode pads is made larger than the length of the major axis (here, a ′) in the outer shape of the opening. At this time, the shape of the opening may be set to be similar to the shape of NFP.

また、上記実施形態において、NFPの矩形率が略1.0のときに、開口部の外形を正方形状あるいは円形状としても良い。開口部が正方形の場合の開口幅の最大値は、該正方形の対角線の長さであり、開口部が円形の場合の開口幅の最大値は、該円の直径である。   Moreover, in the said embodiment, when the rectangular ratio of NFP is about 1.0, it is good also considering the external shape of an opening part as square shape or circular shape. The maximum value of the opening width when the opening is square is the length of the diagonal of the square, and the maximum value of the opening width when the opening is circular is the diameter of the circle.

また、上記実施形態では、基板の主面の法線方向が、結晶方位[1 0 0]方向に対して、結晶方位[1 1 1]方向に向かって15度傾斜してい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。基板の主面の法線方向が、結晶方位<1 0 0>の一の方向に対して、結晶方位<1 1 1>の一の方向に向かって傾斜していれば良い。   In the above-described embodiment, the case where the normal direction of the main surface of the substrate is inclined 15 degrees toward the crystal orientation [1 1 1] direction with respect to the crystal orientation [1 0 0] direction has been described. However, the present invention is not limited to this. The normal direction of the main surface of the substrate may be inclined toward one direction of crystal orientation <1 1 1> with respect to one direction of crystal orientation <1 0 0>.

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、上記実施形態において、前記面発光レーザアレイ100に代えて、面発光レーザアレイ100と同様の発光部が1次元配列された面発光レーザアレイを用いても良い。   In the above embodiment, a surface emitting laser array in which light emitting units similar to the surface emitting laser array 100 are arranged one-dimensionally may be used instead of the surface emitting laser array 100.

また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ1000の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置1010を備えた画像形成装置であれば良い。   In the above embodiment, the laser printer 1000 is described as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this. In short, any image forming apparatus including the optical scanning device 1010 may be used.

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。   For example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.

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.

また、一例として図24に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ2000であっても良い。   As an example, as shown in FIG. 24, a color printer 2000 including a plurality of photosensitive drums may be used.

このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「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。   The color printer 2000 is a tandem multicolor printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow). The black “photosensitive drum K1, charging device K2, "Developing device K4, cleaning unit K5, and transfer device K6", cyan "photosensitive drum C1, charging device C2, developing device C4, cleaning unit C5, and transfer device C6", and magenta "photosensitive drum" M1, charging device M2, developing device M4, cleaning unit M5, and transfer device M6 ”,“ photosensitive drum Y1, charging device Y2, developing device Y4, cleaning unit Y5, and transfer device Y6 ”for yellow, and light A scanning device 2010, a transfer belt 2080, a fixing unit 2030, and the like are provided.

各感光体ドラムは、図24中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、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。光走査装置2010は、帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光を照射し、各感光体ドラムに潜像を形成する。そして、各現像装置は、対応する感光体ドラム表面にトナー像を形成する。さらに、各転写装置は、対応する感光体ドラム表面のトナー像を、転写ベルト2080上の記録紙に転写する。全てトナー像が転写された記録紙は、定着ユニット2030に送られ、画像が定着される。   Each photosensitive drum rotates in the direction of the arrow in FIG. 24, and a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning unit are arranged around each photosensitive drum along the rotational direction. Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The optical scanning device 2010 irradiates the surface of each photosensitive drum charged by the charging device with light, and forms a latent image on each photosensitive drum. Each developing device forms a toner image on the surface of the corresponding photosensitive drum. Further, each transfer device transfers the toner image on the surface of the corresponding photosensitive drum onto the recording paper on the transfer belt 2080. The recording paper onto which all the toner images have been transferred is sent to the fixing unit 2030, where the image is fixed.

光走査装置2010は、前記光源14と同様な光源を、色毎に有している。そこで、上記光走査装置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、光走査装置2010を備えているため、上記レーザプリンタ1000と同様の効果を得ることができる。   The optical scanning device 2010 has a light source similar to the light source 14 for each color. Therefore, the same effect as that of the optical scanning device 1010 can be obtained. In addition, since the color printer 2000 includes the optical scanning device 2010, the same effect as the laser printer 1000 can be obtained.

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変更することで色ずれを低減することができる。   By the way, in the color printer 2000, color misregistration may occur due to manufacturing error or position error of each component. Even in such a case, the color misregistration can be reduced by changing the light emitting section to be lit.

以上説明したように、本発明の面発光レーザアレイによれば、製品歩留まりを向上させるのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、被走査面を高密度で走査するのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高コスト化を招くことなく、高精細な画像を高速で形成するのに適している。   As described above, the surface emitting laser array according to the present invention is suitable for improving the product yield. Further, the optical scanning device of the present invention is suitable for scanning the surface to be scanned at a high density without increasing the cost. The image forming apparatus of the present invention is suitable for forming a high-definition image at high speed without incurring an increase in cost.

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the laser printer which concerns on one Embodiment of this invention. 図1における光走査装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the optical scanning device in FIG. 光走査装置の光源に含まれる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 the surface emitting laser array contained in the light source of an optical scanning device. 面発光レーザアレイにおける発光部の2次元配列を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the two-dimensional arrangement | sequence of the light emission part in a surface emitting laser array. 図4のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図5の一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of FIG. 図7(A)及び図7(B)は、それぞれ面発光レーザアレイの基板を説明するための図である。FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams for explaining the substrate of the surface emitting laser array, respectively. 面発光レーザアレイの活性層近傍を拡大した図である。It is the figure which expanded the active layer vicinity of the surface emitting laser array. 面発光レーザアレイの上部半導体DBRの一部を拡大した図である。It is the figure which expanded a part of upper semiconductor DBR of a surface emitting laser array. 面発光レーザアレイの開口部を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opening part of a surface emitting laser array. 図11(A)及び図11(B)は、それぞれNFPを説明するための図である。FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams for explaining NFP, respectively. 隣接する電極パッド間の間隙を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the gap | interval between adjacent electrode pads. 開口部における開口幅の最大値を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the maximum value of the opening width in an opening part. p側の電極と配線との間隙を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the clearance gap between the electrode of p side, and wiring. 面発光レーザアレイに固有の「同時発光現象」を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the "simultaneous light emission phenomenon" peculiar to a surface emitting laser array. 電流通過領域の中心と開口部の中心とのずれを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the shift | offset | difference of the center of an electric current passage area | region, and the center of an opening part. 電流通過領域の形状とNFPの形状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 shape of an electric current passage area | region, and the shape of NFP. 電流通過領域の矩形率を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the rectangular rate of an electric current passage area | region. IR顕微鏡によって観察される酸化層及び電流通過領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the oxide layer and electric current passage area | region observed with IR microscope. 図20(A)は電流通過領域の形状を説明するための図であり、図20(B)はNFPの形状を説明するための図であり、図20(C)は従来の開口部の大きさを説明するための図であり、図20(D)は本実施形態における開口部の大きさを説明するための図である。20A is a diagram for explaining the shape of the current passage region, FIG. 20B is a diagram for explaining the shape of the NFP, and FIG. 20C is a size of the conventional opening. FIG. 20D is a diagram for explaining the size of the opening in the present embodiment. 本実施形態の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of this embodiment. 面発光レーザアレイの開口部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 the opening part of a surface emitting laser array. 図22の開口部に対応する電極パッド間の間隙を説明するための図である。FIG. 23 is a diagram for explaining a gap between electrode pads corresponding to the opening in FIG. 22. カラープリンタの概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of a color printer.

符号の説明Explanation of symbols

11a…fθレンズ(走査光学系の一部)、11b…トロイダルレンズレンズ(走査光学系の一部)、13…ポリゴンミラー(偏向器)、14…光源、100…面発光レーザアレイ、101…基板、113…p側の電極(電極)、1000…レーザプリンタ(画像形成装置)、1010…光走査装置、1030…感光体ドラム(像担持体)、2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、K1,C1,M1,Y1…感光体ドラム(像担持体)。   11a: fθ lens (part of scanning optical system), 11b: toroidal lens lens (part of scanning optical system), 13: polygon mirror (deflector), 14: light source, 100: surface emitting laser array, 101: substrate 113 ... p-side electrode (electrode), 1000 ... laser printer (image forming apparatus), 1010 ... light scanning apparatus, 1030 ... photosensitive drum (image carrier), 2000 ... color printer (image forming apparatus), 2010 ... Optical scanning device, K1, C1, M1, Y1,... Photosensitive drum (image carrier).

Claims (10)

表面の法線方向が結晶方位[1 0 0]方向から結晶方位[1 1 1]方向に向かって所定角度傾斜した基板と;
前記基板上に積層され、複数の光出射部を有する多層の半導体層と;
前記複数の光出射部に対応して設けられ、光の通路となる開口部を有する複数の電極と;
前記複数の電極に対応して設けられた複数の電極パッドと;
前記複数の電極のそれぞれを、対応する電極パッドに電気的に接続する複数の配線と;を備え、
前記開口部における開口幅の最大値は、電気的に絶縁されている領域の最小幅よりも小さく
前記開口部は、前記結晶方位[1 0 0]方向及び前記結晶方位[1 1 1]方向が含まれる面に直交する第1の方向に関する開口幅に対する、前記法線方向及び前記第1の方向が含まれる面に直交する第2の方向に関する開口幅の比率である第1の比率が、ニア・フィールド・パターンにおける前記第1の方向に関するビーム幅に対する前記第2の方向に関するビーム幅の比率である第2の比率と同じであり、
前記第1及び第2の比率それぞれは、1.01以上かつ1.05以下である面発光レーザアレイ。
A substrate whose surface normal direction is inclined by a predetermined angle from the crystal orientation [1 0 0] direction toward the crystal orientation [1 1 1] direction ;
A multilayer semiconductor layer stacked on the substrate and having a plurality of light emitting portions;
A plurality of electrodes provided corresponding to the plurality of light emitting portions and having openings serving as light paths;
A plurality of electrode pads provided corresponding to the plurality of electrodes;
A plurality of wirings that electrically connect each of the plurality of electrodes to a corresponding electrode pad;
The maximum value of the opening width in the opening is smaller than the minimum width of the electrically insulated region ,
The opening includes the normal direction and the first direction with respect to an opening width related to a first direction orthogonal to a plane including the crystal orientation [1 0 0] direction and the crystal orientation [1 1 1] direction. The first ratio, which is the ratio of the aperture width in the second direction orthogonal to the plane including the first width, is the ratio of the beam width in the second direction to the beam width in the first direction in the near field pattern. The same as a certain second ratio,
The surface emitting laser array wherein each of the first and second ratios is 1.01 or more and 1.05 or less .
前記開口部の外形は、ニア・フィールド・パターンと相似形であることを特徴とする請求項に記載の面発光レーザアレイ。 2. The surface emitting laser array according to claim 1 , wherein an outer shape of the opening is similar to a near field pattern. 前記電気的に絶縁されている領域の最小幅は、電極パッド間の間隙の最小値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の面発光レーザアレイ。 3. The surface emitting laser array according to claim 1, wherein the minimum width of the electrically insulated region is a minimum value of a gap between the electrode pads. 前記電気的に絶縁されている領域の最小幅は、配線間の間隙の最小値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の面発光レーザアレイ。 3. The surface emitting laser array according to claim 1, wherein a minimum width of the electrically insulated region is a minimum value of a gap between wirings. 前記電気的に絶縁されている領域の最小幅は、電極と配線との間の間隙の最小値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の面発光レーザアレイ。 3. The surface emitting laser array according to claim 1, wherein the minimum width of the electrically insulated region is a minimum value of a gap between the electrode and the wiring. 前記開口部の外形は、正方形状であり、前記開口部における開口幅の最大値は、前記正方形の対角線の長さであることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。 The outer shape of the opening is a square, the maximum value of the opening width of the opening, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a diagonal length of the square Surface emitting laser array. 前記開口部の外形は、円形状であり、前記開口部における開口幅の最大値は、前記円の直径であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の面発光レーザアレイ。 The outer shape of the opening is circular, the maximum value of the opening width of the opening is a surface emitting laser according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the diameter of the circle array. 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〜のいずれか一項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偏向器と;
前記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 array according to any one of claims 1 to 7 ;
A deflector for deflecting light from the light source;
A scanning optical system for condensing the light deflected by the deflector onto the surface to be scanned.
少なくとも1つの像担持体と;
前記少なくとも1つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも1つの請求項に記載の光走査装置と;を備える画像形成装置。
At least one image carrier;
An image forming apparatus comprising: at least one optical scanning device according to claim 8 that scans the at least one image carrier with light including image information.
前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9 , wherein the image information is multicolor color image information.
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