JP6156694B2 - Optical device and image forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、光デバイス及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、パッケージ部材を有する光デバイス、及び該光デバイスを備える画像形成装置に関する。   The present invention relates to an optical device and an image forming apparatus, and more particularly to an optical device having a package member and an image forming apparatus including the optical device.

一般に、電子部品や半導体素子等を保持するためのパッケージ部材として、放熱性に優れたセラミックパッケージが使用されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。   In general, a ceramic package having excellent heat dissipation is used as a package member for holding electronic components, semiconductor elements, and the like (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

セラミックパッケージには、金属製のキャップ(リッド)を取り付けるために、シールリングが配設されている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。   The ceramic package is provided with a seal ring for attaching a metal cap (lid) (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4).

また、特許文献5には、発光素子と受光素子とを備えた光モジュール用のシールド部品が開示されている。   Patent Document 5 discloses a shield component for an optical module including a light emitting element and a light receiving element.

しかしながら、パッケージ部材及びリッドを有する従来の光デバイスは、信頼性が不十分であった。   However, the conventional optical device having the package member and the lid has insufficient reliability.

本発明は、発光素子と、前記発光素子をキャビティ領域に保持するパッケージ部材と、前記発光素子からの光を透過させる透明部材を備えたリッドと、前記パッケージ部材と前記リッドとの間に設けられ、前記リッドと溶接されるシールリングとを備え、前記リッドは、前記シールリングに一部が重なるフランジ部を有し、前記フランジ部における前記シールリングに重なっていない部分は、前記シールリングよりも内側にはみ出している部分であり、前記フランジ部は、第1の方向に延びる2つの辺と、前記第1の方向に直交する第2の方向に延びる2つの辺とを有し、前記透明部材は、前記第1の方向に高低差が生じるように傾斜し、前記フランジ部は、最初に前記第1の方向に延びる2つの辺が溶接され、次に前記第2の方向に延びる2つの辺が溶接されている光デバイスである。 The present invention is provided between a light emitting element, a package member that holds the light emitting element in a cavity region, a lid that includes a transparent member that transmits light from the light emitting element, and the package member and the lid. The lid includes a seal ring to be welded, and the lid includes a flange portion that partially overlaps the seal ring, and a portion of the flange portion that does not overlap the seal ring is more than the seal ring. Ri Ah in part protrudes inwardly, the flange portion has two sides extending in a first direction, and said first two sides extending in a second direction perpendicular to the direction, said transparent The member is inclined so that a difference in height occurs in the first direction, and the flange portion is first welded on two sides extending in the first direction, and then extends in the second direction. One side is an optical device that is welded.

本発明の光デバイスによれば、信頼性を向上させることができる。   According to the optical device of the present invention, reliability can be improved.

本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。1 is a diagram for describing a schematic configuration of a color printer according to an embodiment of the present invention. FIG. 図1における光走査装置を説明するための図(その1)である。FIG. 2 is a diagram (part 1) for describing the optical scanning device in FIG. 1; 図1における光走査装置を説明するための図(その2)である。FIG. 3 is a second diagram for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 図1における光走査装置を説明するための図(その3)である。FIG. 3 is a third diagram for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 図1における光走査装置を説明するための図(その4)である。FIG. 4 is a diagram (part 4) for explaining the optical scanning device in FIG. 1; 従来の光源ユニットを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional light source unit. 図7(A)及び図7(B)は、それぞれ光デバイスを説明するための図である。FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams for explaining an optical device, respectively. 図7(A)のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 7 (A). 面発光レーザアレイチップを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a surface emitting laser array chip. フラットパッケージの平面図である。It is a top view of a flat package. 図10のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. チップマウント部に実装された面発光レーザアレイチップを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface emitting laser array chip mounted in the chip mount part. シールリングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a seal ring. リッドを説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating a lid. 図15(A)及び図15(B)は、それぞれリッドを説明するための図(その2)である。FIGS. 15A and 15B are views (No. 2) for explaining the lid, respectively. ガラス板に設けられている反射膜及び反射防止膜を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reflective film and antireflection film which were provided in the glass plate. ガラス板で反射される光を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the light reflected by a glass plate. シーム溶接に用いられるローラー電極を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the roller electrode used for seam welding. タリサーフCCI6000によるひずみの測定結果の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the measurement result of distortion by Talysurf CCI6000. Dyを求める際の直線を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the straight line at the time of calculating | requiring Dy. Dyを説明するための図である。It is a figure for demonstrating Dy. リッドとシールリングの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a lid and a seal ring. B/AとDy/Dx(平均値)及び3σの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of B / A, Dy / Dx (average value), and 3 (sigma). D/CとDy/Dx(平均値)及び3σの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between D / C, Dy / Dx (average value), and 3 (sigma). 図25(A)はD/Cの値がほぼ1の場合を説明するための図であり、図25(B)はシールリングの幅が狭い場合を説明するための図である。FIG. 25A is a diagram for explaining the case where the value of D / C is approximately 1, and FIG. 25B is a diagram for explaining the case where the width of the seal ring is narrow. 図26(A)はケース1を説明するための図であり、図26(B)はケース2を説明するための図であり、図26(C)はケース3を説明するための図であり、図26(D)はケース4を説明するための図である。26A is a diagram for explaining case 1, FIG. 26B is a diagram for explaining case 2, and FIG. 26C is a diagram for explaining case 3. FIG. FIG. 26D is a diagram for explaining the case 4. 図27(A)はケース1の測定結果を説明するための図であり、図27(B)はケース2の測定結果を説明するための図であり、図27(C)はケース3の測定結果を説明するための図であり、図27(D)はケース4の測定結果を説明するための図である。27A is a diagram for explaining the measurement result of Case 1, FIG. 27B is a diagram for explaining the measurement result of Case 2, and FIG. 27C is the measurement of Case 3. It is a figure for demonstrating a result, FIG.27 (D) is a figure for demonstrating the measurement result of case 4. FIG. ケース1〜ケース4について、Dy/Dx(最大値)、Dy/Dx(平均値)、Dy/Dx(最小値)、3σを説明するための図である。It is a figure for demonstrating Dy / Dx (maximum value), Dy / Dx (average value), Dy / Dx (minimum value), 3 (sigma) about case 1-case 4. FIG. 相関係数と相関の判定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 a correlation coefficient and the determination of a correlation. サンプルをDy/Dxの値で限定したときの相関係数を説明するための図(その1)である。It is FIG. (1) for demonstrating a correlation coefficient when a sample is limited by the value of Dy / Dx. サンプルをDy/Dxの値で限定したときの相関係数を説明するための図(その2)である。It is FIG. (2) for demonstrating a correlation coefficient when a sample is limited by the value of Dy / Dx.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図31に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係るカラープリンタ2000の概略構成が示されている。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a color printer 2000 according to an embodiment.

このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着装置2050、給紙コロ2054、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。   The color printer 2000 is a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow), and includes an optical scanning device 2010, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d), four cleaning units (2031a, 2031b, 2031c, 2031d), four charging devices (2032a, 2032b, 2032c, 2032d), four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, 2033d), transfer A belt 2040, a transfer roller 2042, a fixing device 2050, a paper feed roller 2054, a paper discharge roller 2058, a paper feed tray 2060, a paper discharge tray 2070, a communication control device 2080, and a printer control device 209 that comprehensively controls the above-described units. And and the like.

通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。   The communication control device 2080 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like.

プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログ信号をデジタル信号に変換する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。   The printer control device 2090 includes a CPU, a program written in a code decipherable by the CPU, a ROM storing various data used when executing the program, a RAM as a working memory, an analog signal An AD converter circuit for converting the signal into a digital signal. Then, the printer control device 2090 notifies the optical scanning device 2010 of multi-color image information from the host device received via the communication control device 2080.

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

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

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

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

各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。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。   Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow in the plane of FIG. 1 by a rotation mechanism (not shown).

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

光走査装置2010は、プリンタ制御装置2090からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて色毎に変調された光で、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。すなわち、ここでは、各感光体ドラムが像担持体であり、各感光体ドラムの表面が被走査面である。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。   The optical scanning device 2010 is correspondingly charged with light modulated for each color based on multi-color image information (black image information, cyan image information, magenta image information, yellow image information) from the printer control device 2090. The surface of the photosensitive drum is scanned. Thereby, a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of each photosensitive drum. That is, here, each photosensitive drum is an image carrier, and the surface of each photosensitive drum is a surface to be scanned. The latent image formed here moves in the direction of the corresponding developing device as the photosensitive drum rotates. The configuration of the optical scanning device will be described later.

ところで、各感光体ドラムにおいて、光によって走査される領域は「走査領域」と呼ばれている。また、各感光体ドラムにおける回転軸に平行な方向は「主走査方向」と呼ばれ、各感光体ドラムの回転方向は「副走査方向」と呼ばれている。   By the way, in each photosensitive drum, an area scanned with light is called a “scanning area”. Further, the direction parallel to the rotation axis of each photosensitive drum is referred to as “main scanning direction”, and the rotational direction of each photosensitive drum is referred to as “sub-scanning direction”.

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

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

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

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

各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。   Each cleaning unit removes toner (residual toner) remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device again.

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

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

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

また、以下では、各光学部材において、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。   In the following, in each optical member, a direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and a direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.

光源2200aとカップリングレンズ2201aと開口板2202aとシリンドリカルレンズ2204aと走査レンズ2105aと折り返しミラー2106a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。   The light source 2200a, the coupling lens 2201a, the aperture plate 2202a, the cylindrical lens 2204a, the scanning lens 2105a, and the folding mirror 2106a are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030a.

光源2200bとカップリングレンズ2201bと開口板2202bとシリンドリカルレンズ2204bと走査レンズ2105bと折り返しミラー2106bと折り返しミラー2108bは、感光体ドラム2030bに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200b, the coupling lens 2201b, the aperture plate 2202b, the cylindrical lens 2204b, the scanning lens 2105b, the folding mirror 2106b, and the folding mirror 2108b are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030b.

光源2200cとカップリングレンズ2201cと開口板2202cとシリンドリカルレンズ2204cと走査レンズ2105cと折り返しミラー2106cと折り返しミラー2108cは、感光体ドラム2030cに潜像を形成するための光学部材である。   The light source 2200c, the coupling lens 2201c, the aperture plate 2202c, the cylindrical lens 2204c, the scanning lens 2105c, the folding mirror 2106c, and the folding mirror 2108c are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030c.

光源2200dとカップリングレンズ2201dと開口板2202dとシリンドリカルレンズ2204dと走査レンズ2105dと折り返しミラー2106d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。   The light source 2200d, the coupling lens 2201d, the aperture plate 2202d, the cylindrical lens 2204d, the scanning lens 2105d, and the folding mirror 2106d are optical members for forming a latent image on the photosensitive drum 2030d.

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

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を整形する。   Each aperture plate has an aperture and shapes the light through the corresponding coupling lens.

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

各光源と光偏向器2104との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。   The optical system disposed on the optical path between each light source and the optical deflector 2104 is also called a pre-deflector optical system.

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

光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204aからの光は、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に導光される。   The light from the cylindrical lens 2204a deflected by the optical deflector 2104 is guided to the photosensitive drum 2030a through the scanning lens 2105a and the folding mirror 2106a.

また、光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204bからの光は、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に導光される。   The light from the cylindrical lens 2204b deflected by the optical deflector 2104 is guided to the photosensitive drum 2030b through the scanning lens 2105b and the two folding mirrors (2106b and 2108b).

また、光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204cからの光は、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に導光される。   The light from the cylindrical lens 2204c deflected by the optical deflector 2104 is guided to the photosensitive drum 2030c via the scanning lens 2105c and the two folding mirrors (2106c and 2108c).

また、光偏向器2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204dからの光は、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に導光される。   The light from the cylindrical lens 2204d deflected by the optical deflector 2104 is guided to the photosensitive drum 2030d via the scanning lens 2105d and the folding mirror 2106d.

各感光体ドラム表面の光スポットは、光偏向器2104の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に沿って移動する。   The light spot on the surface of each photosensitive drum moves along the longitudinal direction of the photosensitive drum as the optical deflector 2104 rotates.

光偏向器2104と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。   An optical system disposed on the optical path between the optical deflector 2104 and each photosensitive drum is also called a scanning optical system.

ところで、発光素子が保持されるパッケージ部材は、発光素子が搭載される搭載部、及び該搭載部あるいは該搭載部の周辺から下方に導出された一対のメタライズ配線部材を有する基体と、この基体の上面に積層され、キャビティ領域を形成するための開口が設けられた枠体とを有している。また、キャビティ領域の底面には発光素子に電力を供給するための配線パターンがめっき金属層によって形成されている。このパッケージ部材は、以下の工程を経て作製される。   By the way, the package member for holding the light emitting element includes a mounting portion on which the light emitting element is mounted, a base having a mounting portion or a pair of metallized wiring members led out downward from the periphery of the mounting portion, And a frame body that is laminated on the upper surface and provided with an opening for forming a cavity region. Further, a wiring pattern for supplying power to the light emitting element is formed on the bottom surface of the cavity region by a plated metal layer. This package member is manufactured through the following steps.

最初に、セラミックからなる基体用グリーンシートを準備し、該基体用グリーンシートに上記メタライズ配線部材を通すための貫通孔をあける。   First, a base green sheet made of ceramic is prepared, and a through hole is formed in the base green sheet for passing the metallized wiring member.

次に、セラミックからなる枠体用グリーンシートを準備し、該枠体用グリーンシートにキャビティ領域となる貫通孔をあける。   Next, a frame green sheet made of ceramic is prepared, and a through-hole serving as a cavity region is formed in the frame green sheet.

続いて、基体用グリーンシートの上面から下面にかけて、メタライズ配線部材用の金属ペーストをスクリーン印刷法等により塗布する。なお、該金属ペーストは、タングステンやモリブデンなどの金属粉末と有機バインダ及び溶剤等とを混練したものである。   Subsequently, a metal paste for a metallized wiring member is applied by screen printing or the like from the upper surface to the lower surface of the base green sheet. The metal paste is obtained by kneading a metal powder such as tungsten or molybdenum with an organic binder and a solvent.

また、枠体用グリーンシートの貫通孔の内面に、上記メタライズ金属層用の金属ペーストをスクリーン印刷法等により塗布する。なお、貫通孔への印刷では、一般に、貫通孔の一端に金属ペーストを塗布しておき、他端から吸引しながら貫通孔の内部を印刷する方式が採用されている。   Further, the metal paste for the metallized metal layer is applied to the inner surface of the through hole of the frame green sheet by a screen printing method or the like. In the printing on the through hole, generally, a method is adopted in which a metal paste is applied to one end of the through hole and the inside of the through hole is printed while sucking from the other end.

そして、基体用グリーンシートに枠体用グリーンシートをのせ、加圧と加熱によってセラミック基板を作製し、さらに高温で焼成する。   Then, the frame green sheet is placed on the base green sheet, a ceramic substrate is produced by pressurization and heating, and further fired at a high temperature.

そして、搭載部、メタライズ配線導体及びメタライズ金属層の露出表面に、ニッケルや銀等をめっきする。   Then, nickel, silver or the like is plated on the exposed surfaces of the mounting portion, the metallized wiring conductor and the metallized metal layer.

このようにして作製されたパッケージ部材に保持される発光素子の一例として面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)がある。面発光レーザは、基板表面に直交する方向に光を射出する半導体レーザであり、従来の端面発光レーザに比べて低コストで高性能であること、さらにはアレイ化が容易であるという特徴を有している。このため、光インターコネクション等の光通信の光源、光ピックアップの光源、レーザプリンタ等の画像形成装置の光源としての検討が行われており、一部において実用化されている。   As an example of the light emitting element held in the package member thus manufactured, there is a surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser). A surface-emitting laser is a semiconductor laser that emits light in a direction perpendicular to the substrate surface, and is characterized by low cost and high performance compared to conventional edge-emitting lasers, and in addition, it can be easily arrayed. doing. For this reason, studies have been made on light sources for optical communication such as optical interconnection, light sources for optical pickups, and light sources for image forming apparatuses such as laser printers, and some have been put into practical use.

図6には、レーザモジュール500と光学モジュール600とを有する従来の光源ユニット14が示されている。   FIG. 6 shows a conventional light source unit 14 having a laser module 500 and an optical module 600.

レーザモジュール500は、面発光レーザアレイチップがパッケージ部材に保持されている光デバイス510、該面発光レーザアレイチップを駆動制御するレーザ制御装置(図示省略)、前記光デバイス510及びレーザ制御装置が実装されているPCB(Printed Circuit Board)基板580を有している。   The laser module 500 is mounted with an optical device 510 in which a surface emitting laser array chip is held by a package member, a laser control device (not shown) for driving and controlling the surface emitting laser array chip, the optical device 510 and the laser control device. The printed circuit board (PCB) substrate 580 is provided.

光学モジュール600は、第1の部分610と第2の部分630から構成されている。第1の部分610は、ハーフミラー611、集光レンズ612、及び受光素子613を有している。また、第2の部分630は、カップリングレンズ631、及び開口板632を有している。   The optical module 600 includes a first part 610 and a second part 630. The first portion 610 includes a half mirror 611, a condenser lens 612, and a light receiving element 613. The second portion 630 includes a coupling lens 631 and an aperture plate 632.

第1の部分610は、光デバイス510の+c側であって、光デバイス510から射出された光の光路上にハーフミラー611が位置するように配置されている。ハーフミラー611に入射した光の一部は−b方向に反射され、集光レンズ612を介して受光素子613で受光される。受光素子613は、受光光量に応じた信号(光電変換信号)をレーザモジュール500のレーザ制御装置に出力する。   The first portion 610 is disposed on the + c side of the optical device 510 so that the half mirror 611 is positioned on the optical path of the light emitted from the optical device 510. A part of the light incident on the half mirror 611 is reflected in the −b direction and is received by the light receiving element 613 via the condenser lens 612. The light receiving element 613 outputs a signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the amount of received light to the laser control device of the laser module 500.

第2の部分630は、第1の部分610の+c側であって、ハーフミラー611を透過した光の光路上にカップリングレンズ631が位置するように配置されている。カップリングレンズ631は、ハーフミラー611を透過した光を略平行光とする。開口板632は、開口部を有し、カップリングレンズ631を介した光を整形する。開口板632の開口部を通過した光が、光源ユニット14から射出される光となる。   The second portion 630 is disposed on the + c side of the first portion 610 so that the coupling lens 631 is positioned on the optical path of the light transmitted through the half mirror 611. The coupling lens 631 makes light transmitted through the half mirror 611 substantially parallel light. The aperture plate 632 has an aperture and shapes the light that has passed through the coupling lens 631. The light that has passed through the opening of the opening plate 632 becomes light emitted from the light source unit 14.

しかしながら、この光源ユニット14は、製造コストが高いという不都合があった。   However, the light source unit 14 has a disadvantage of high manufacturing cost.

そこで、面発光レーザアレイチップから射出された光束の一部を、リッドに固定されている傾斜した透明部材の表面で反射させ、モニタ用光束として利用することが考案された。この場合、モニタ用光束を受光するフォトダイオードは、面発光レーザアレイチップとともにパッケージ部材のキャビティ領域内に収容される。   Therefore, it has been devised that a part of the light beam emitted from the surface emitting laser array chip is reflected on the surface of the inclined transparent member fixed to the lid and used as the monitoring light beam. In this case, the photodiode that receives the monitoring light beam is housed in the cavity region of the package member together with the surface emitting laser array chip.

本実施形態では、各光源は、一例として図7(A)〜図8に示されるような光デバイス10を有している。なお、図8は、図7(A)のA−A断面図である。   In this embodiment, each light source has the optical device 10 as shown in FIGS. 7A to 8 as an example. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

この光デバイス10は、フラットパッケージ20、シールリング30、リッド40、面発光レーザアレイチップ60、及びフォトダイオード素子61などを有している。   The optical device 10 includes a flat package 20, a seal ring 30, a lid 40, a surface emitting laser array chip 60, a photodiode element 61, and the like.

ここでは、フラットパッケージ20の底面に直交する方向をc軸方向とし、c軸方向に直交する面内における互いに直交する2つの方向をa軸方向及びb軸方向とする。そして、a軸方向が主走査対応方向となり、b軸方向が副走査対応方向となるように設定されている。   Here, a direction orthogonal to the bottom surface of the flat package 20 is defined as a c-axis direction, and two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the c-axis direction are defined as an a-axis direction and a b-axis direction. The a-axis direction is set to the main scanning corresponding direction, and the b-axis direction is set to the sub-scanning corresponding direction.

面発光レーザアレイチップ60は、一例として図9に示されるように、2次元的に配列されている40個の発光部を有している。なお、発光部の数は40個に限定されるものではない。   As an example, the surface emitting laser array chip 60 includes 40 light emitting units arranged two-dimensionally as shown in FIG. Note that the number of light emitting units is not limited to 40.

40個の発光部は、全ての発光部を副走査対応方向(ここでは、b軸方向と同じ)に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しく(図9では「d1」)なるように配置されている。なお、本明細書では、「発光部間隔」とは2つの発光部の中心間距離をいう。   When the 40 light emitting units are orthogonally projected onto a virtual line extending in the sub-scanning corresponding direction (here, the same as the b-axis direction), the light emitting unit intervals are equal (“d1” in FIG. 9). It is arranged to be. In this specification, the “light emitting portion interval” refers to the distance between the centers of two light emitting portions.

各発光部は、発振波長が780nm帯の面発光レーザである。すなわち、面発光レーザアレイチップ60は、40個の面発光レーザが集積されたものである。   Each light emitting unit is a surface emitting laser having an oscillation wavelength of 780 nm band. In other words, the surface-emitting laser array chip 60 is obtained by integrating 40 surface-emitting lasers.

面発光レーザアレイチップ60は、40個の発光部を有しており、端子の数が多いため、面発光レーザアレイチップ60をいわゆるキャンパッケージに収容するのは、極めて困難である。そこで、面発光レーザアレイチップ60は、平面実装が可能で、リードとなる端子の取り出しが容易なフラットパッケージ20に収容されている。   Since the surface emitting laser array chip 60 has 40 light emitting portions and has a large number of terminals, it is extremely difficult to accommodate the surface emitting laser array chip 60 in a so-called can package. Therefore, the surface emitting laser array chip 60 is housed in the flat package 20 that can be mounted on the surface and from which terminals serving as leads can be easily taken out.

フラットパッケージ20は、CLCC(Ceramic leaded chip carrier)と呼ばれるフラットパッケージであり、一例として、図10及び図11に示されるように、チップマウント部21、PDマウント部22、不図示の複数の接続端子が配置されているパッケージ側二次電極領域23、金めっき部24などを有するセラミックパッケージである。なお、図11は、図10のA−A断面図である。このフラットパッケージ20は、複数のセラミック層が積層されている。そして、フラットパッケージ20は、+c側の面にキャビティ領域と呼ばれる凹部を有している。   The flat package 20 is a flat package called CLCC (Ceramic leaded chip carrier). As an example, as shown in FIGS. 10 and 11, a chip mount unit 21, a PD mount unit 22, and a plurality of connection terminals (not shown). Is a ceramic package having a package side secondary electrode region 23, a gold plating portion 24, and the like. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The flat package 20 is formed by laminating a plurality of ceramic layers. The flat package 20 has a recess called a cavity region on the + c side surface.

チップマウント部21は、面発光レーザアレイチップ60が実装される部分であり、上記キャビティ領域の底面である。このチップマウント部21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。   The chip mount portion 21 is a portion on which the surface emitting laser array chip 60 is mounted, and is the bottom surface of the cavity region. The chip mount portion 21 is provided with a metal film. This metal film is also called a die attach area and serves as a common electrode.

面発光レーザアレイチップ60は、チップマウント部21のほぼ中央であって、上記金属膜上にAuSn等の半田材を用いてダイボンドされている(図12参照)。すなわち、面発光レーザアレイチップ60は、周囲が壁で囲まれているキャビティ領域の底面上に保持されている。   The surface-emitting laser array chip 60 is approximately at the center of the chip mount portion 21 and is die-bonded on the metal film using a solder material such as AuSn (see FIG. 12). That is, the surface emitting laser array chip 60 is held on the bottom surface of the cavity region surrounded by the wall.

また、チップマウント部21からは、不図示の複数のリード端子が、フラットパッケージ20の外周に向かって放射状に伸びている。該複数のリード端子は、ボンディングワイヤによって、面発光レーザアレイチップ60の複数の端子と電気的に接続されている。   A plurality of lead terminals (not shown) extend radially from the chip mount portion 21 toward the outer periphery of the flat package 20. The plurality of lead terminals are electrically connected to the plurality of terminals of the surface emitting laser array chip 60 by bonding wires.

フォトダイオード素子61は、PDマウント部22にダイボンドされている。フォトダイオード素子61のアノード電極は、ボンディングワイヤによって上記リード端子と電気的に接続されている。フォトダイオード素子61の裏面のカソードは、導電性接着剤を介してグラウンド(GND)と電気的に接続されている。すなわち、面発光レーザアレイチップ60とフォトダイオード素子61は、異なるセラミック層上に保持されている。   The photodiode element 61 is die-bonded to the PD mount unit 22. The anode electrode of the photodiode element 61 is electrically connected to the lead terminal by a bonding wire. The cathode on the back surface of the photodiode element 61 is electrically connected to the ground (GND) via a conductive adhesive. That is, the surface emitting laser array chip 60 and the photodiode element 61 are held on different ceramic layers.

パッケージ側二次電極領域23に配置されている複数の接続端子は、面発光レーザアレイチップ60をプリント基板等と電気的に接続するための端子であり、キャステレーションとも呼ばれている。該複数の接続端子は、上記複数のリード端子と個別に電気的に接続されている。   The plurality of connection terminals arranged in the package-side secondary electrode region 23 are terminals for electrically connecting the surface emitting laser array chip 60 to a printed circuit board or the like, and are also called castellations. The plurality of connection terminals are individually electrically connected to the plurality of lead terminals.

金めっき部24は、キャビティ領域を取り囲むように設けられている。この金めっき部24は、無電解めっきよりも緻密で密着性に優れた電気めっきにより形成されている。これにより、リッド40内部の気密性をより高めることができる。ここでは、金めっき部24のめっき厚は約1μmである。   The gold plating part 24 is provided so as to surround the cavity region. The gold plating portion 24 is formed by electroplating that is denser and has better adhesion than electroless plating. Thereby, the airtightness inside the lid 40 can be further improved. Here, the plating thickness of the gold plating part 24 is about 1 μm.

フラットパッケージ20の外形は、例えば、一辺の長さが約13mmの正方形である。また、フラットパッケージ20の厚さ(c軸方向の大きさ)は、約2mmである。   The outer shape of the flat package 20 is, for example, a square having a side length of about 13 mm. The thickness of the flat package 20 (size in the c-axis direction) is about 2 mm.

シールリング30は、一例として、図13に示されるように、金めっき部24の+c側に取り付けられている。このシールリング30は、キャビティ領域を取り囲むように開口部が形成された略正方形状の金属部材である。   As an example, the seal ring 30 is attached to the + c side of the gold plating part 24 as shown in FIG. The seal ring 30 is a substantially square metal member having an opening formed so as to surround the cavity region.

シールリング30は、フラットパッケージ20の材料であるセラミックと熱膨張率の近いコバール(登録商標)でできている。シールリング30の表面には金めっきが施されている。シールリング30は、銀ロウを用いて金めっき部24に固着されている。   The seal ring 30 is made of Kovar (registered trademark) having a thermal expansion coefficient close to that of the ceramic material of the flat package 20. The surface of the seal ring 30 is gold plated. The seal ring 30 is fixed to the gold plating part 24 using silver solder.

リッド40は、一例として図14に示されるように、金属で形成されているリッド本体41、及びガラス板(リッドガラス)42を有している。リッド本体41は、図15(A)及び図15(B)に示されるように、c軸方向に延びる立ち上がり部41aと、立ち上がり部41aの−c側の端部に設けられたフランジ部41bと、立ち上がり部41aの+c側の端部に設けられた傾斜部41cとを有している。なお、図15(B)は、図15(A)のA−A断面図である。   As shown in FIG. 14 as an example, the lid 40 includes a lid body 41 made of metal and a glass plate (lid glass) 42. As shown in FIGS. 15A and 15B, the lid body 41 includes a rising portion 41a extending in the c-axis direction, and a flange portion 41b provided at an end portion on the −c side of the rising portion 41a. And an inclined portion 41c provided at the end of the rising portion 41a on the + c side. Note that FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

ここでは、一例として、リッド本体41を構成する金属部材の厚さ(板厚)を0.15mm、+a側の立ち上がり部41aの高さh1を2.5mm、−a側の立ち上がり部41aの高さh2を0.6mmとしている。フランジ部41bは、シーム溶接を容易で確実にするため、先端部41dの板厚が0.1mmと薄くなるように加工されている。   Here, as an example, the thickness (plate thickness) of the metal member constituting the lid body 41 is 0.15 mm, the height h1 of the rising portion 41a on the + a side is 2.5 mm, and the height of the rising portion 41a on the −a side. The length h2 is set to 0.6 mm. The flange portion 41b is processed so that the thickness of the tip portion 41d is as thin as 0.1 mm in order to make seam welding easy and reliable.

フランジ部41bは、シールリング30と接続される平坦状の部分である。傾斜部41cは、ガラス板42が取り付けられる部分である。面発光レーザアレイチップ60から射出されガラス板42で反射された光束がフォトダイオード素子61に入射するように、ガラス板42は、c軸方向に直交する面に対して、所定の角度だけ傾斜して傾斜部41cに取り付けられている。ガラス板42は、リッド本体41の内側から、低融点ガラス43で傾斜部41cに固定されている。   The flange portion 41 b is a flat portion connected to the seal ring 30. The inclined part 41c is a part to which the glass plate 42 is attached. The glass plate 42 is inclined by a predetermined angle with respect to the plane orthogonal to the c-axis direction so that the light beam emitted from the surface emitting laser array chip 60 and reflected by the glass plate 42 enters the photodiode element 61. Attached to the inclined portion 41c. The glass plate 42 is fixed to the inclined portion 41 c with a low melting point glass 43 from the inside of the lid main body 41.

図16に示されるように、ガラス板42の−c側の面には、反射膜45が形成されている。これにより、面発光レーザアレイチップ60から射出された光を高い反射率で反射させて、フォトダイオード素子61に入射させることができる。すなわち、フォトダイオード素子61にモニタ光として十分な光量の光を入射させることができる。   As shown in FIG. 16, a reflective film 45 is formed on the −c side surface of the glass plate 42. As a result, the light emitted from the surface emitting laser array chip 60 can be reflected with a high reflectance and can be incident on the photodiode element 61. That is, a sufficient amount of light can be made incident on the photodiode element 61 as monitor light.

また、ガラス板42の+c側の面には、反射防止膜46が形成されている。これにより、+c側の面における界面反射が減少し、エタロン効果の影響を低減させることができる。   An antireflection film 46 is formed on the surface of the glass plate 42 on the + c side. Thereby, interface reflection in the surface on the + c side is reduced, and the influence of the etalon effect can be reduced.

反射膜45は、所定の透過率で光を透過させる薄い金(Au)等からなる金属膜、あるいは、誘電体多層膜からなるミラーにより構成されている。該誘電体多層膜は、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が交互に積層されている。高屈折率材料としては、ZnS−SiO、TiO等が挙げられ、低屈折率材料としては、SiO等が挙げられる。 The reflection film 45 is formed of a metal film made of thin gold (Au) or the like that transmits light with a predetermined transmittance, or a mirror made of a dielectric multilayer film. The dielectric multilayer film is formed by alternately laminating a high refractive index material and a low refractive index material having a predetermined thickness so as to function as a mirror. Examples of the high refractive index material include ZnS—SiO 2 and TiO 2 , and examples of the low refractive index material include SiO 2 .

反射膜45は、反射率が3%〜15%であることが好ましく、更には、5%〜12%が望ましい。あまり反射率が低いと、フォトダイオード素子61から出力される信号のS/Nが低下し、面発光レーザアレイチップ60の光量制御(APC:Auto Power Control)を正確に行なうことができなくなる。また、あまりに反射率が高いと、面発光レーザアレイチップ60から射出されたレーザ光のロス量が多くなり、書き込みに必要なパワーの光を得ることができなくなる。   The reflection film 45 preferably has a reflectance of 3% to 15%, and more preferably 5% to 12%. If the reflectance is too low, the S / N ratio of the signal output from the photodiode element 61 is lowered, and the light quantity control (APC: Auto Power Control) of the surface emitting laser array chip 60 cannot be performed accurately. If the reflectance is too high, the loss amount of the laser light emitted from the surface emitting laser array chip 60 increases, and it becomes impossible to obtain light having the power required for writing.

本実施形態では、ガラス板42は、図17における領域Aに含まれる光の一部を反射させてフォトダイオード素子61に入射させることができる。   In the present embodiment, the glass plate 42 can reflect a part of the light included in the region A in FIG. 17 and enter the photodiode element 61.

反射防止膜46は、ガラス板42の屈折率よりも低い屈折率を有する誘電体膜、または、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により構成されている。反射防止膜46は、反射率が1%以下であることが好ましく、更には、0.5%以下であることが好ましい。   The antireflection film 46 is a dielectric film having a refractive index lower than the refractive index of the glass plate 42, or a dielectric multilayer film in which a high refractive index material and a low refractive index material having a predetermined film thickness are alternately laminated. It is comprised by. The antireflection film 46 preferably has a reflectance of 1% or less, and more preferably 0.5% or less.

次に、リッド本体41とシールリング30との接合について説明する。   Next, the joining of the lid main body 41 and the seal ring 30 will be described.

リッド本体41は、シールリング30上に載置され、それらの外形が合うように位置決めされる。次に、シーム溶接などによりリッド本体41とシールリング30とが接合される。ところで、通常、リッド本体41の外形はシールリング30の外形よりもわずかに小さくなるように設定されている。そして、一例として図18に示されるように、テーパの付いたローラー電極47によって、平行な2辺が同時にシーム溶接される。リッド本体41における溶接箇所は基本的にフランジ部41bの先端部だけである。   The lid main body 41 is placed on the seal ring 30 and positioned so that their outer shapes match. Next, the lid main body 41 and the seal ring 30 are joined by seam welding or the like. Incidentally, the outer shape of the lid body 41 is normally set to be slightly smaller than the outer shape of the seal ring 30. As an example, as shown in FIG. 18, two parallel sides are seam welded simultaneously by a tapered roller electrode 47. The weld location on the lid body 41 is basically only the tip of the flange portion 41b.

しかしながら、従来は、溶接時の熱によりリッド本体41やガラス板42がゆがみ、それが原因でガラス板42におけるひずみのばらつきやひび割れが生じることがあった。すなわち、信頼性が低かった。   However, conventionally, the lid main body 41 and the glass plate 42 are distorted due to heat during welding, which may cause strain variation and cracks in the glass plate 42. That is, the reliability was low.

この不具合について、本願発明者らは、シールリング30の幅とリッド本体41におけるフランジ部41bの幅との関係が、ガラス板42におけるひずみのばらつきに大きく関係していることを初めて見出したので、その実験結果について以下に説明する。   For the first time, the inventors of the present application have found that the relationship between the width of the seal ring 30 and the width of the flange portion 41b in the lid body 41 is largely related to the variation in strain in the glass plate 42. The experimental results will be described below.

ここでは、ガラス板42のひずみを測定する装置として、テーラーホブソン社製のタリサーフCCI6000を用いた。この装置では、光源からの白色光がビームスプリッタを介してガラス板42の表面に照射され、該表面で反射された光により干渉縞が発生する。そして、対物レンズをガラス板42の表面に直交する方向に駆動させながらCCDで受光し、1ピクセル毎に干渉縞における最も光強度の高い位置(ピーク位置)をピーク検出アルゴリズムにより高精度に計算する。すなわち、ガラス板42上の位置毎にピーク位置が算出される。   Here, Talysurf CCI6000 manufactured by Taylor Hobson was used as an apparatus for measuring the strain of the glass plate 42. In this apparatus, white light from a light source is irradiated onto the surface of the glass plate 42 via a beam splitter, and interference fringes are generated by the light reflected on the surface. Then, while the objective lens is driven in a direction orthogonal to the surface of the glass plate 42, the CCD receives light and calculates the position (peak position) with the highest light intensity in the interference fringe with high accuracy by the peak detection algorithm for each pixel. . That is, the peak position is calculated for each position on the glass plate 42.

図19には、リッド本体41がシールリング30に接合される前のガラス板42の測定結果が3次元パターン画像で示されている。ここでは、ガラス板42の表面におけるb軸に平行な軸方向をx軸方向とし、該x軸方向に直交する軸方向をy軸方向とする(図18参照)。そして、ガラス板42の+x側の端部をx軸方向に関する位置座標の原点とし、−y側の端部をy軸方向に関する位置座標の原点とする。また、測定結果は、最も低いピーク位置を基準(0μm)としている。   In FIG. 19, the measurement result of the glass plate 42 before the lid main body 41 is joined to the seal ring 30 is shown as a three-dimensional pattern image. Here, an axial direction parallel to the b-axis on the surface of the glass plate 42 is defined as an x-axis direction, and an axial direction orthogonal to the x-axis direction is defined as a y-axis direction (see FIG. 18). Then, the end on the + x side of the glass plate 42 is the origin of the position coordinates in the x-axis direction, and the end on the −y side is the origin of the position coordinates in the y-axis direction. The measurement results are based on the lowest peak position (0 μm).

図19では、リッド本体41にゆがみがないため、ほぼ真円形のパターンが確認できる。なお、このときに観察されるひずみは、ガラス板42を製造する際の冷却工程で生じた内部ひずみである。ところで、リッド本体41のゆがみによって大きくひずんだガラス板42を測定するとパターンは横方向につぶれた楕円形状になる。   In FIG. 19, since the lid main body 41 is not distorted, a substantially perfect circular pattern can be confirmed. The strain observed at this time is an internal strain generated in the cooling process when the glass plate 42 is manufactured. By the way, when the glass plate 42 greatly distorted by the distortion of the lid main body 41 is measured, the pattern becomes an elliptical shape crushed in the horizontal direction.

そして、図20に示されるように、測定結果を示す3次元パターン画像において、最も低いピーク位置(ここでは、中央部)を通りy軸方向に平行な直線を引き、図21に示されるように、該直線上でのy軸方向に関する位置とピーク位置との関係、すなわち、上記3次元パターン画像の断面図を求める。ここで、この断面図におけるピーク位置の最低値と最高値との差を、y軸方向の深さDyとする。また、x軸方向にも同様にDxを求め、Dy/Dxの値が大きいとパターンの楕円状態が顕著であり、ガラス板42のひずみが大きいと判定した。なお、以下の説明では、Dy/Dxの値は、リッド本体41がシールリング30に接合されているときのガラス板42の測定結果から得られたものである。また、以下では、ガラス板42のひずみとは、溶接によって生じるひずみをいう。   Then, as shown in FIG. 20, in the three-dimensional pattern image showing the measurement result, a straight line that passes through the lowest peak position (here, the central portion) and is parallel to the y-axis direction is drawn, as shown in FIG. Then, the relationship between the position in the y-axis direction on the straight line and the peak position, that is, the sectional view of the three-dimensional pattern image is obtained. Here, the difference between the minimum value and the maximum value of the peak position in this cross-sectional view is defined as the depth Dy in the y-axis direction. Similarly, Dx was also obtained in the x-axis direction. When the value of Dy / Dx was large, the elliptical state of the pattern was remarkable, and it was determined that the distortion of the glass plate 42 was large. In the following description, the value of Dy / Dx is obtained from the measurement result of the glass plate 42 when the lid body 41 is joined to the seal ring 30. Moreover, below, the distortion | strain of the glass plate 42 means the distortion | strain produced by welding.

さらに、図22に示されるように、フランジ部41bの幅をD、そのうちシールリング30に重なっている部分の幅をA、シールリング30の内側にはみ出ている部分の幅をBとする。すなわち、D=A+Bである。本実施形態では、D=1.1mmである。   Further, as shown in FIG. 22, the width of the flange portion 41 b is D, the width of the portion overlapping the seal ring 30 is A, and the width of the portion protruding to the inside of the seal ring 30 is B. That is, D = A + B. In this embodiment, D = 1.1 mm.

また、リッド本体41を構成する金属部材の厚みは0.15mm、シールリング30の厚みTは0.5mmである。そして、ガラス板42の傾斜角θを19°、+a側の立ち上がり部41aの高さh1を2.5mm、−a側の立ち上がり部41aの高さh2を0.64mmとした。さらに、リッド本体41の外形を1辺の長さFが7.8mmの正方形とし、シールリング30の外形を1辺の長さGが8mmの正方形とした。また、シールリング30の幅をCとする。   The thickness of the metal member constituting the lid main body 41 is 0.15 mm, and the thickness T of the seal ring 30 is 0.5 mm. The inclination angle θ of the glass plate 42 was 19 °, the height h1 of the rising portion 41a on the + a side was 2.5 mm, and the height h2 of the rising portion 41a on the −a side was 0.64 mm. Further, the outer shape of the lid body 41 is a square with a side length F of 7.8 mm, and the outer shape of the seal ring 30 is a square with a side length G of 8 mm. The width of the seal ring 30 is C.

リッド本体41の外形の大きさをシールリング30の外形の大きさよりもやや小さくしている理由は、シールリング30上にリッド40を載置し、テーパの付いた位置合わせ用治具を用いて4辺を揃える際に、外形の大きさの製造誤差を吸収するためである。ここでは、リッド本体41とシールリング30について、外形の大きさに0.2mmの違いがあるので、片側では0.1mmだけリッド本体41がシールリング30よりも内側に位置する設計になっている。もちろんリッド本体41とシールリング30との関係について、これに限るものではなく、例えば、それらの外形がほぼ同じ大きさであっても良いし、リッド本体41の外形が更に小さくても良い。但し、リッド本体41の外形の大きさとシールリング30の外形の大きさとの差があまりに大きい場合は、位置合わせ及びシーム溶接が困難になる。   The reason why the outer size of the lid main body 41 is slightly smaller than the outer size of the seal ring 30 is that the lid 40 is placed on the seal ring 30 and a taper alignment jig is used. This is to absorb manufacturing errors in the size of the outer shape when aligning the four sides. Here, the lid body 41 and the seal ring 30 are designed to be positioned on the inner side of the seal ring 30 by 0.1 mm on one side because there is a difference of 0.2 mm in the size of the outer shape. . Of course, the relationship between the lid body 41 and the seal ring 30 is not limited to this. For example, the outer shape of the lid body 41 may be substantially the same, or the outer shape of the lid body 41 may be further smaller. However, when the difference between the size of the outer shape of the lid body 41 and the size of the outer shape of the seal ring 30 is too large, alignment and seam welding become difficult.

図23には、Dy/Dxの平均値とB/Aとの関係、及びDy/Dxのばらつきを示す3σとB/Aとの関係が示されている。ここでは、各B/Aについて10個の測定データを求めた。これによると、B/Aの値が0.3以上になると急激にDy/Dxの平均値及び3σの値が小さくなっている。   FIG. 23 shows the relationship between the average value of Dy / Dx and B / A, and the relationship between 3σ indicating variation in Dy / Dx and B / A. Here, ten pieces of measurement data were obtained for each B / A. According to this, when the value of B / A becomes 0.3 or more, the average value of Dy / Dx and the value of 3σ are rapidly reduced.

これは、B/Aの値が0.3よりも小さいと、シールリング30の厚さのばらつきや表面の凹凸の影響をリッド本体41の立ち上がり部41aが直接受けることとなり、ガラス板42がひずみやすくなったものと推測される。また、B/Aの値が2.7以上になると、フランジ部41bにおけるシールリング30から内側にはみ出す部分が大きくなり、3σの値が大きくなったものと推測される。   This is because if the B / A value is smaller than 0.3, the rising portion 41a of the lid body 41 is directly affected by the variation in the thickness of the seal ring 30 and the unevenness of the surface, and the glass plate 42 is distorted. It is presumed that it became easier. Further, when the value of B / A is 2.7 or more, it is assumed that the portion of the flange portion 41b that protrudes inward from the seal ring 30 is increased, and the value of 3σ is increased.

Dy/Dxの値の合否判定の根拠については後述するが、ここではDy/Dxの値が3以上、3σの値が2以上の場合を不合格と判定する。そこで、Dy/Dxの値が3未満で、3σの値が2未満となるB/Aの範囲(規定範囲)は、0.3〜2.6である。   The basis for determining whether or not the value of Dy / Dx is acceptable will be described later. Here, a case where the value of Dy / Dx is 3 or more and the value of 3σ is 2 or more is determined to be unacceptable. Therefore, the range (specified range) of B / A in which the value of Dy / Dx is less than 3 and the value of 3σ is less than 2 is 0.3 to 2.6.

図24には、Dy/Dxの平均値とD/Cとの関係、及びDy/Dxのばらつきを示す3σとD/Cとの関係が示されている。ここでは、各D/Cについて10個の測定データを求めた。これによると、D/Cの値が1.2以上になると急激にDy/Dxの平均値及び3σの値が小さくなっている。   FIG. 24 shows the relationship between the average value of Dy / Dx and D / C, and the relationship between 3σ and D / C indicating variations in Dy / Dx. Here, ten pieces of measurement data were obtained for each D / C. According to this, when the value of D / C is 1.2 or more, the average value of Dy / Dx and the value of 3σ are rapidly reduced.

これは、一例として図25(A)に示されるように、D/Cの値がほぼ1の場合、シールリングの厚さのばらつきや表面の凹凸の影響をリッドの立ち上がり部が直接受けることとなり、ガラス板がひずみやすくなったものと推測される。そして、D/Cの値が1.2まで上記影響があるものと考えられる。   As an example, as shown in FIG. 25A, when the D / C value is approximately 1, the rise portion of the lid is directly affected by the variation in the thickness of the seal ring and the surface irregularities. It is presumed that the glass plate is easily distorted. And it is considered that the above-mentioned influence is exerted until the value of D / C is 1.2.

また、一例として図25(B)に示されるように、シールリングの幅が狭い場合には、フランジ部の内側がフリーになっている。この場合、仮にシールリングにゆがみや厚みのばらつきがあったとしても、リッドの立ち上がり部がシールリングに直接影響を受けない構造となっている。すなわち、フリーな構造となっているフランジ部内側がゆがみを吸収し、溶接条件以外のゆがみの影響(シールリングの厚みのばらつきや表面の凹凸)がガラス板に影響しにくくなっているものと考えられる。   As an example, as shown in FIG. 25B, when the width of the seal ring is narrow, the inside of the flange portion is free. In this case, even if there is distortion or variation in thickness of the seal ring, the rise portion of the lid is not directly affected by the seal ring. In other words, the inner flange part has a free structure that absorbs distortion, and the influence of distortion other than welding conditions (variation in seal ring thickness and surface irregularities) is less likely to affect the glass plate. It is done.

また、D/Cの値が2.7以上になると、フランジ部41bにおけるシールリング30から内側にはみ出す部分が大き過ぎるため、3σの値が大きくなったものと推測される。Dy/Dxの値が3未満で、3σの値が2未満となるD/Cの範囲(規定範囲)は、1.2〜2.7である。   Further, when the value of D / C is 2.7 or more, the portion of the flange portion 41b that protrudes inward from the seal ring 30 is too large, so it is estimated that the value of 3σ has increased. The D / C range (specified range) in which the Dy / Dx value is less than 3 and the 3σ value is less than 2 is 1.2 to 2.7.

ところで、ガラス板42の傾斜角θが0°の場合についても同様な測定を行った。この場合、B/A及びD/Cの値を規定する効果は、ガラス板42の傾斜角θが0°でない場合ほど顕著ではなかったが、ガラス板42の傾斜角θが0°でない場合の効果の8割程度の効果を得ることができた。すなわち、B/A及びD/Cの値を規定することは、リッドがシールリングに接合される光デバイスに有効であることが分かった。   By the way, the same measurement was performed when the inclination angle θ of the glass plate 42 was 0 °. In this case, the effect of defining the values of B / A and D / C was not as significant as when the inclination angle θ of the glass plate 42 was not 0 °, but the case where the inclination angle θ of the glass plate 42 was not 0 °. An effect of about 80% of the effect could be obtained. That is, it has been found that defining the values of B / A and D / C is effective for the optical device in which the lid is bonded to the seal ring.

次に、溶接方向の順番がガラス板42のひずみに及ぼす影響について説明する。
(1)ケース1
B/A及びD/Cが規定範囲内(B/A=0.69、D/C=1.47)で、最初に、b軸方向に関して離れている2辺をa軸方向に沿ってシーム溶接し、その後、a軸方向に関して離れている2辺をb軸方向に沿ってシーム溶接する場合を「ケース1」とする(図26(A)参照)。
(2)ケース2
B/A及びD/Cが規定範囲内(B/A=0.69、D/C=1.47)で、最初に、a軸方向に関して離れている2辺をb軸方向に沿ってシーム溶接し、その後、b軸方向に関して離れている2辺をa軸方向に沿ってシーム溶接する場合を「ケース2」とする(図26(B)参照)。
(3)ケース3
B/A及びD/Cが規定範囲外(B/A=0.1、D/C=1.0)で、最初に、b軸方向に関して離れている2辺をa軸方向に沿ってシーム溶接し、その後、a軸方向に関して離れている2辺をb軸方向に沿ってシーム溶接する場合を「ケース3」とする(図26(C)参照)。
(4)ケース4
B/A及びD/Cが規定範囲外(B/A=0.1、D/C=1.0)で、最初に、a軸方向に関して離れている2辺をb軸方向に沿ってシーム溶接し、その後、b軸方向に関して離れている2辺をa軸方向に沿ってシーム溶接する場合を「ケース4」とする(図26(D)参照)。
Next, the influence of the order of the welding direction on the strain of the glass plate 42 will be described.
(1) Case 1
When B / A and D / C are within the specified range (B / A = 0.69, D / C = 1.47), first, seams along the a-axis direction along two sides separated with respect to the b-axis direction. A case where welding is performed and then two sides that are separated in the a-axis direction are seam-welded along the b-axis direction is referred to as “case 1” (see FIG. 26A).
(2) Case 2
When B / A and D / C are within the specified range (B / A = 0.69, D / C = 1.47), first, the two sides that are separated with respect to the a-axis direction are seamed along the b-axis direction. The case where the two sides separated with respect to the b-axis direction are then welded along the a-axis direction is referred to as “case 2” (see FIG. 26B).
(3) Case 3
When B / A and D / C are outside the specified range (B / A = 0.1, D / C = 1.0), first, seams along the a-axis direction along two sides that are separated with respect to the b-axis direction. The case where the two sides separated in the a-axis direction are then welded along the b-axis direction is referred to as “case 3” (see FIG. 26C).
(4) Case 4
When B / A and D / C are outside the specified range (B / A = 0.1, D / C = 1.0), first, seams along the b-axis direction along two sides that are separated with respect to the a-axis direction. A case where welding is performed and then two sides that are separated in the b-axis direction are seam-welded along the a-axis direction is referred to as “case 4” (see FIG. 26D).

各ケース毎に10個の試料を作成し、上記タリサーフCCI6000を用いてガラス板42のひずみを測定した。各ケース毎に測定結果であるDy/Dxを平均化し、該平均値にもっと近い測定結果が図27(A)〜図27(D)に示されている。図27(A)はケース1の測定結果であり、図27(B)はケース2の測定結果であり、図27(C)はケース3の測定結果であり、図27(D)はケース4の測定結果である。なお、Dy/Dxの平均値は、ケース1で1.59、ケース2で3.18、ケース3で5.21、ケース4で5.62であった。   Ten samples were prepared for each case, and the strain of the glass plate 42 was measured using the Talysurf CCI6000. The measurement results Dy / Dx are averaged for each case, and the measurement results closer to the average value are shown in FIGS. 27 (A) to 27 (D). 27A shows the measurement result of case 1, FIG. 27B shows the measurement result of case 2, FIG. 27C shows the measurement result of case 3, and FIG. It is a measurement result. The average value of Dy / Dx was 1.59 in case 1, 3.18 in case 2, 5.21 in case 3, and 5.62 in case 4.

ケース1のように、B/A及びD/Cが規定範囲内で、a軸方向を先行してシーム溶接を行うと、ガラス板42のひずみは小さい。b軸方向に関して離れている2辺をa軸方向に沿って同時にシーム溶接すると、その際に発生する熱は金属製であるリッド本体41を経由して低融点ガラス43及びガラス板42に伝わるが、ここでは、−b側の溶接部近傍の立ち上がり部41aの高さと、+b側の溶接部近傍の立ち上がり部41aの高さとが等しいため、低融点ガラス43及びガラス板42では、温度差は生じない。そして、その後、b軸方向に沿ってシーム溶接を行っても、低融点ガラス43及びガラス板42の温度差は小さく、ガラス板42のひずみは小さいものと考えられる。   As in Case 1, when B / A and D / C are within the specified range and seam welding is performed in advance in the a-axis direction, the distortion of the glass plate 42 is small. When two sides that are separated from each other in the b-axis direction are simultaneously seam welded along the a-axis direction, the heat generated at that time is transferred to the low-melting glass 43 and the glass plate 42 via the lid body 41 made of metal. Here, since the height of the rising portion 41a in the vicinity of the weld portion on the -b side is equal to the height of the rising portion 41a in the vicinity of the weld portion on the + b side, a temperature difference occurs between the low melting point glass 43 and the glass plate 42. Absent. After that, even if seam welding is performed along the b-axis direction, the temperature difference between the low melting point glass 43 and the glass plate 42 is small, and the strain of the glass plate 42 is considered to be small.

ケース2のように、B/A及びD/Cが規定範囲内で、b軸方向を先行してシーム溶接を行うと、ケース1よりもガラス板42のひずみは大きかった。a軸方向に関して離れている2辺をb軸方向に沿って同時にシーム溶接すると、その際に発生する熱は金属製であるリッド本体41を経由して低融点ガラス43及びガラス板42に伝わるが、ここでは、−a側の溶接部近傍の立ち上がり部41aの高さが、+a側の溶接部近傍の立ち上がり部41aの高さよりも低いため、低融点ガラス43及びガラス板42では、y軸方向に関して温度差が生じ、ガラス板42にひずみが生じたものと考えられる。   As in case 2, when B / A and D / C were within the specified range and seam welding was performed prior to the b-axis direction, the distortion of the glass plate 42 was larger than that in case 1. When two sides that are separated from each other in the a-axis direction are simultaneously seam welded along the b-axis direction, the heat generated at that time is transferred to the low-melting-point glass 43 and the glass plate 42 via the lid body 41 made of metal. Here, since the height of the rising portion 41a in the vicinity of the welded portion on the -a side is lower than the height of the rising portion 41a in the vicinity of the welded portion on the + a side, in the low melting point glass 43 and the glass plate 42, the y-axis direction It is considered that a temperature difference occurred and the glass plate 42 was distorted.

すなわち、B/A及びD/Cが規定範囲内の場合、a軸方向を先行してシーム溶接を行うことが、ガラス板42に生じるひずみの更なる軽減に大きな効果を及ぼすことがわかる。   That is, when B / A and D / C are within the specified range, it can be seen that performing seam welding in advance in the a-axis direction has a great effect on further reducing strain generated in the glass plate 42.

また、ケース3のように、B/A及びD/Cが規定範囲外で、a軸方向を先行してシーム溶接を行うと、ケース1及びケース2に比べてガラス板42は大きくひずんでいる。   Further, as in case 3, when B / A and D / C are outside the specified range and seam welding is performed in advance in the a-axis direction, the glass plate 42 is greatly distorted compared to case 1 and case 2. .

また、ケース4のように、B/A及びD/Cが規定範囲外で、b軸方向を先行してシーム溶接を行うと、ガラス板42は更に大きくひずんでいる。   Further, when the seam welding is performed prior to the b-axis direction with B / A and D / C outside the specified range as in the case 4, the glass plate 42 is further distorted.

B/A及びD/Cが規定範囲外の場合は、a軸方向を先行してシーム溶接を行っても、ひずみ軽減の効果はわずかであった。   When B / A and D / C were outside the specified range, the effect of strain reduction was slight even when seam welding was performed in advance in the a-axis direction.

図28には、ケース1〜ケース4について、Dy/Dxの平均値、Dy/Dxの最大値、Dy/Dxの最小値、及びDy/Dxの3σの値が示されている。ケース2はケース1よりもばらつきが大きい。この図28からも、B/A及びD/Cが規定範囲内の場合、シーム溶接の順序がばらつきを低減させる非常に高い効果を有していることが分かる。また、B/A及びD/Cが規定範囲外の場合は、実質的に、シールリング30上に立ち上がり部41aが載っているため、シールリング30の表面状態や高さのばらつきが大きく影響し、溶接順序の違いによるばらつき低減効果は小さかったものと考えられる。   FIG. 28 shows the average value of Dy / Dx, the maximum value of Dy / Dx, the minimum value of Dy / Dx, and the value of 3σ of Dy / Dx for case 1 to case 4. Case 2 has a larger variation than Case 1. FIG. 28 also shows that when B / A and D / C are within the specified range, the order of seam welding has a very high effect of reducing variation. In addition, when B / A and D / C are out of the specified range, the rising portion 41a is substantially placed on the seal ring 30, so that variations in the surface state and height of the seal ring 30 have a great influence. It is considered that the effect of reducing variation due to the difference in welding sequence was small.

ところで、従来の光デバイスでは、シールリングを取り付けたセラミックパッケージを密封するために金属製のリッドをシールリングにシーム溶接など行うとその溶接の熱よりリッドのひずみが大きくなり、そのストレスからリッドに取り付けられている透明部材(例えばガラス)にひび割れが生じ、内部の密封性が失われる(リークする)おそれがあった。光デバイスでは、内部の密封性が失われると、内部に実装されている発光素子等が酸素や水分にさらされて腐食される場合があった。またリッドにひずみがあると、そのストレスで透明部材に内部応力が原因となった複屈折が大きくなる現象が生じ、所望の光束が得られない場合があった。   By the way, in a conventional optical device, when a metal lid is seam welded to the seal ring to seal the ceramic package with the seal ring attached, the strain of the lid becomes larger than the heat of the welding, and the stress is transferred to the lid. The attached transparent member (for example, glass) was cracked, and there was a risk that the internal sealing performance was lost (leaked). In the optical device, when the internal sealing performance is lost, the light emitting element mounted inside may be corroded by being exposed to oxygen or moisture. In addition, when the lid is distorted, a phenomenon that the birefringence is increased due to the internal stress due to the stress, and a desired light flux may not be obtained.

そこで、Dy/Dxの値と光デバイスのリークとの関係を調査した。本発明者らが試作した複数の光デバイスに、リーク品とリークしなかったOK品とが存在した。これらの中から無作為に抽出したリーク品30サンプル、及びOK品30サンプルについてDy/Dxの値を測定し、Dy/Dxとリークの有無との相関関係を求めた。相関関係Rは、次の(1)式で示される相関係数式を用いて算出した。   Therefore, the relationship between the value of Dy / Dx and the leak of the optical device was investigated. Among a plurality of optical devices prototyped by the present inventors, there were leaked products and OK products that did not leak. The value of Dy / Dx was measured for 30 samples of leaked products and 30 samples of OK products randomly extracted from these, and the correlation between Dy / Dx and the presence or absence of leakage was determined. The correlation R was calculated using a correlation coefficient formula shown by the following formula (1).

ここでは、2組の数値からなるデータ列{(x,y)}(i=1,2,・・・・,n)が与えられ、データxの相加平均をxav、データyの相加平均をyavとしている。そして、データxをリークの有無データとし、リーク有りを0、リーク無しを1とした。また、データyをDy/Dxの値とした。なお、相関関係の判断が図29に示されている。 Here, a data string {(x i , y i )} (i = 1, 2,..., N) composed of two sets of numerical values is given, and the arithmetic average of the data x i is expressed as x av , data The arithmetic average of y i is y av . The data x i is set as the presence / absence data of the leak, the presence of the leak is 0, and the absence of the leak is 1. Further, the data y i is a value of Dy / Dx. Note that the determination of the correlation is shown in FIG.

先ず、全てのサンプルについて、Dy/Dxの値とリークの有無との相関係数を求めると、その値は0.32(ある程度の相関がある)であった。しかしながら、相関係数を算出するのに用いるサンプルを、上記全てではなくDy/Dxの値で限定すると、図30及び図31に示されるように、相関係数の値が変化した。例えば、Dy/Dxの値が3を超えるサンプルに限定すると、相関係数の値は0.47であり、Dy/Dxの値が4を超えるサンプルに限定すると、相関係数の値は0.69であった。また、Dy/Dxの値が5を超えるサンプルに限定すると、相関係数の値は0.75であり、Dy/Dxの値が6を超えるサンプルに限定すると、相関係数の値は0.80であった。   First, when the correlation coefficient between the value of Dy / Dx and the presence or absence of leakage was obtained for all samples, the value was 0.32 (there was some correlation). However, when the sample used for calculating the correlation coefficient is limited to the value of Dy / Dx instead of all of the above, the value of the correlation coefficient changed as shown in FIGS. For example, if the value of Dy / Dx is limited to samples exceeding 3, the value of the correlation coefficient is 0.47, and if the value of Dy / Dx is limited to samples exceeding 4, the value of the correlation coefficient is 0. 69. Further, when the value of Dy / Dx is limited to a sample exceeding 5, the value of the correlation coefficient is 0.75. When the value of Dy / Dx is limited to a sample exceeding 6, the value of the correlation coefficient is 0. 80.

ここでは、Dy/Dxの値が3よりも大きくなると、Dy/Dxの値とリークとの間には「高い相関がある」という判定になる。そこで、本実施形態では、Dy/Dxの値が3未満を合格とした。   Here, when the value of Dy / Dx becomes larger than 3, it is determined that “there is a high correlation” between the value of Dy / Dx and the leak. Therefore, in this embodiment, the value of Dy / Dx is less than 3 as acceptable.

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置2010は、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、4つの偏向器前光学系、光偏向器2104、4つの走査光学系、及び走査制御装置などを備えている。   As described above, the optical scanning device 2010 according to this embodiment includes four light sources (2200a, 2200b, 2200c, 2200d), four pre-deflector optical systems, an optical deflector 2104, four scanning optical systems, and A scanning control device is provided.

各光源は、面発光レーザアレイチップ60と、該面発光レーザアレイチップ60の発光光量をモニタするためのフォトダイオード素子61と、面発光レーザアレイチップ60及びフォトダイオード素子61がキャビティ領域に保持されているフラットパッケージ20と、面発光レーザアレイチップ60から射出された光束の一部をフォトダイオード素子61に向けて反射するガラス板42を有するリッド40と、フラットパッケージ20とリッド40との間に設けられ、リッド40と溶接されるシールリング30とを備えた光デバイス10を有している。   Each light source includes a surface emitting laser array chip 60, a photodiode element 61 for monitoring the amount of light emitted from the surface emitting laser array chip 60, and the surface emitting laser array chip 60 and the photodiode element 61 are held in a cavity region. Between the flat package 20, the lid 40 having a glass plate 42 that reflects a part of the light beam emitted from the surface emitting laser array chip 60 toward the photodiode element 61, and the flat package 20 and the lid 40. The optical device 10 is provided and includes a lid 40 and a seal ring 30 to be welded.

そして、リッド40は、B/Aの値が0.3〜2.6の範囲内であり、D/Cの値が1.2〜2.7の範囲内となるように設定されている。   The lid 40 is set so that the value of B / A is in the range of 0.3 to 2.6 and the value of D / C is in the range of 1.2 to 2.7.

また、ガラス板42は、a軸方向に高低差が生じるように傾斜し、リッド40をシールリング30にシーム溶接する際、b軸方向に関して離れている2辺が、先ずa軸方向に沿ってシーム溶接され、その後、a軸方向に関して離れている2辺が、b軸方向に沿ってシーム溶接されている。   Further, the glass plate 42 is inclined so as to have a height difference in the a-axis direction, and when the lid 40 is seam welded to the seal ring 30, two sides separated with respect to the b-axis direction are first along the a-axis direction. Seam welding is performed, and then two sides that are separated with respect to the a-axis direction are seam-welded along the b-axis direction.

この場合は、溶接の熱によりリッド40が大きくひずむのを抑制することができる。その結果、ガラス板42にひび割れが生じたり、内部の密封性が失われるのを防ぐことができる。すなわち、内部に実装されている発光素子等が酸素や水分にさらされて腐食されるのを防止することができる。また、ガラス板42のひずみ及びひずみのばらつきが小さくなり、フォトダイオード素子61は、所望の光量の光を受光することができる。その結果、フォトダイオード素子61から出力される信号のS/Nが向上し、走査制御装置は面発光レーザアレイチップ60の光量制御(APC:Auto Power Control)を正確に行なうことができる。   In this case, the lid 40 can be prevented from being largely distorted by the heat of welding. As a result, it is possible to prevent the glass plate 42 from cracking or losing its internal sealing performance. That is, it is possible to prevent the light emitting element mounted inside from being corroded by being exposed to oxygen or moisture. Moreover, the distortion of the glass plate 42 and the variation in distortion are reduced, and the photodiode element 61 can receive a desired amount of light. As a result, the S / N ratio of the signal output from the photodiode element 61 is improved, and the scanning control apparatus can accurately perform light amount control (APC: Auto Power Control) of the surface emitting laser array chip 60.

このように、本実施形態に係る光デバイス10によると、信頼性を向上させることができる。   Thus, according to the optical device 10 according to the present embodiment, reliability can be improved.

光走査装置2010は、光デバイス10から射出された光によって各感光体ドラム表面を走査し、潜像を形成しているため、高品質の潜像を安定して形成することができる。   Since the optical scanning device 2010 scans the surface of each photosensitive drum with the light emitted from the optical device 10 to form a latent image, a high-quality latent image can be stably formed.

そして、カラープリンタ2000は、光走査装置2010を備えているため、その結果として、高品質の画像を安定して形成することができる。   Since the color printer 2000 includes the optical scanning device 2010, a high-quality image can be stably formed as a result.

なお、上記実施形態では、リッド40がシールリング30にシーム溶接される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、シーム溶接以外の方法でリッド40がシールリング30に接合されても良い。   In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the lid 40 was seam welded to the seal ring 30, it is not limited to this, Even if the lid 40 is joined to the seal ring 30 by methods other than seam welding. good.

また、上記実施形態では、B/Aの値が0.3〜2.6の範囲内であり、D/Cの値が1.2〜2.7の範囲内の場合について説明したが、フランジ部におけるシールリングに重なっていない部分が、シールリングよりも内側にはみ出している部分であれば、従来よりも信頼性を向上させることができる。   In the above embodiment, the case where the value of B / A is in the range of 0.3 to 2.6 and the value of D / C is in the range of 1.2 to 2.7 has been described. If the portion of the portion that does not overlap the seal ring is a portion that protrudes inward from the seal ring, the reliability can be improved as compared with the conventional case.

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、上記光デバイスは、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。   The optical device can also be used for applications other than the image forming apparatus. In that case, the oscillation wavelength may be a wavelength band such as a 650 nm band, an 850 nm band, a 980 nm band, a 1.3 μm band, and a 1.5 μm band depending on the application.

また、上記実施形態では、画像形成装置としてカラープリンタの場合について説明したが、これに限定されるものではなく、単色のプリンタであっても良い。   In the above embodiment, the case of a color printer as the image forming apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a monochrome printer may be used.

また、上記実施形態では、トナー画像を記録紙に転写する画像形成装置について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、レーザ光によって発色する媒体(例えば、用紙)に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。   In the above-described embodiment, the image forming apparatus that transfers the toner image onto the recording paper has been described. However, the present invention is not limited to this. May be an image forming apparatus that emits light.

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、CTスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。   Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.

10…光デバイス、20…フラットパッケージ(パッケージ部材)、30…シールリング、40…リッド、41…リッド本体、41a…立ち上がり部、41b…フランジ部、41c…傾斜部、42…ガラス板(透明部材)、45…反射膜、46…反射防止膜、60…面発光レーザアレイチップ(発光素子)、61…フォトダイオード素子(受光素子)、2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a〜2030d…感光体ドラム(像担持体)、2104…光偏向器、2105a〜2105d…走査レンズ(走査光学系の一部)、2200a〜2200d…光源。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Optical device, 20 ... Flat package (package member), 30 ... Seal ring, 40 ... Lid, 41 ... Lid main body, 41a ... Rising part, 41b ... Flange part, 41c ... Inclined part, 42 ... Glass plate (transparent member , 45... Reflection film, 46. Antireflection film, 60... Surface emitting laser array chip (light emitting element), 61... Photodiode element (light receiving element), 2000 ... Color printer (image forming apparatus), 2010. , 2030a to 2030d ... photosensitive drum (image carrier), 2104 ... light deflector, 2105a to 2105d ... scanning lens (part of scanning optical system), 2200a to 2200d ... light source.

特開平11−260949号公報JP 11-260949 A 特開2007−027592号公報JP 2007-027592 A 特開昭63−104355号公報JP 63-104355 A 特開2011−222663号公報JP 2011-222663 A 特開2007−300031号公報JP 2007-300031 A

Claims (9)

発光素子と、
前記発光素子をキャビティ領域に保持するパッケージ部材と、
前記発光素子からの光を透過させる透明部材を備えたリッドと、
前記パッケージ部材と前記リッドとの間に設けられ、前記リッドと溶接されるシールリングとを備え、
前記リッドは、前記シールリングに一部が重なるフランジ部を有し、
前記フランジ部における前記シールリングに重なっていない部分は、前記シールリングよりも内側にはみ出している部分であり、
前記フランジ部は、第1の方向に延びる2つの辺と、前記第1の方向に直交する第2の方向に延びる2つの辺とを有し、
前記透明部材は、前記第1の方向に高低差が生じるように傾斜し、
前記フランジ部は、最初に前記第1の方向に延びる2つの辺が溶接され、次に前記第2の方向に延びる2つの辺が溶接されている光デバイス。
A light emitting element;
A package member for holding the light emitting element in a cavity region;
A lid including a transparent member that transmits light from the light emitting element;
A seal ring provided between the package member and the lid and welded to the lid;
The lid has a flange portion partially overlapping the seal ring;
The portion of the flange portion that does not overlap the seal ring is a portion that protrudes inward from the seal ring,
The flange portion has two sides extending in a first direction and two sides extending in a second direction orthogonal to the first direction;
The transparent member is inclined so as to produce a height difference in the first direction,
The flange portion has two sides initially extending in the first direction are welded, then the two sides the optical devices that are welded extending in the second direction.
前記フランジ部の幅は、前記シールリングの幅よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の光デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein a width of the flange portion is larger than a width of the seal ring. 前記フランジ部における前記シールリングに重なっている部分の幅A、前記フランジ部における前記シールリングよりも内側にはみ出している部分の幅Bを用いて、B/Aが、0.3〜2.6の範囲内であることを特徴とする請求項2に記載の光デバイス。   B / A is 0.3 to 2.6 using the width A of the portion of the flange portion that overlaps the seal ring and the width B of the portion of the flange portion that protrudes inward from the seal ring. The optical device according to claim 2, wherein the optical device falls within the range of 前記フランジ部の幅D、前記シールリング幅Cを用いて、D/Cが、1.2〜2.7の範囲内であることを特徴とする請求項2又は3に記載の光デバイス。   4. The optical device according to claim 2, wherein D / C is in a range of 1.2 to 2.7 using a width D of the flange portion and a width of the seal ring C. 5. 前記発光素子は、面発光レーザアレイチップ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光デバイス。 The light emitting device, optical device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a surface emitting laser array chip. 前記パッケージ部材のキャビティ領域に保持され、前記発光素子から射出され、前記透明部材で反射された光を受光する受光素子を更に備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光デバイス。 The retained in the cavity area of the package member, emitted from the light emitting element, according to any one of claims 1 to 5, further comprising a light receiving element for receiving light reflected by the transparent member Optical device. 前記透明部材は、前記発光素子から射出された光が入射する面に反射膜が設けられていることを特徴とする請求項に記載の光デバイス。 The optical device according to claim 6 , wherein the transparent member is provided with a reflective film on a surface on which light emitted from the light emitting element is incident. 前記透明部材は、前記発光素子から射出された光が入射する面と反対側の面に、反射防止膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の光デバイス。 The transparent member, the surface opposite to the surface where the light emitted from the light emitting element is incident, according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the anti-reflection film is provided Optical device. 像担持体と、
請求項1〜のいずれか一項に記載の光デバイスを有する光源と、
前記光源からの光を前記像担持体に集光する走査光学系とを備える画像形成装置。
An image carrier;
A light source comprising the optical device according to any one of claims 1 to 8 ,
An image forming apparatus comprising: a scanning optical system that condenses light from the light source onto the image carrier.
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