(57)【要約】【課題】受光素子の出力のばらつきを小さくすることができる光デバイスを提供する。【解決手段】  面発光レーザアレイチップ（発光素子）と、面発光レーザアレイチップの発光光量をモニタするためのフォトダイオード（受光素子）と、面発光レーザアレイチップ及びフォトダイオード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（パッケージ部材）２０と、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フォトダイオードに向けて反射するガラス板（透明部材）を有するリッドと、フラットパッケージとリッドとの間に設けられたシールリング３０とを備え、キャビティ領域の底面に平行な平面に正射影したとき、キャビティ領域における少なくともフォトダイオードに近い少なくとも１つの壁面の辺と、シールリングの内周の少なくとも１つの辺とが少なくとも一部で接しており、キャビティ領域とシールリングのずれ角が１．５°以下である。【選択図】図２６
2014135307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子の発光光量をモニタするための受光素子と、
前記発光素子及び受光素子がキャビティ領域に保持されているパッケージ部材と、
前記発光素子から射出された光束の一部を前記受光素子に向けて反射する透明部材を有するリッドと、
前記パッケージ部材と前記リッドとの間に設けられ、前記キャビティ領域を密閉するためのシールリングとを備え、
前記キャビティ領域の底面に平行な平面に正射影したとき、前記キャビティ領域における少なくとも前記受光素子に近い少なくとも１つの壁面の辺と、前記シールリングの内周の少なくとも１つの辺とが少なくとも一部で接しており、前記キャビティ領域と前記シールリングのずれ角が１．５°以下である光デバイス。
【請求項２】
発光素子と、
前記発光素子の発光光量をモニタするための受光素子と、
前記発光素子及び受光素子がキャビティ領域に保持されているパッケージ部材と、
前記発光素子から射出された光束の一部を前記受光素子に向けて反射する透明部材を有するリッドと、
前記パッケージ部材と前記リッドとの間に設けられ、前記キャビティ領域を密閉するためのシールリングとを備え、
前記キャビティ領域の底面に平行な平面に正射影したとき、前記キャビティ領域における少なくとも前記受光素子に近い少なくとも２つの壁面の辺と、前記シールリングの内周の少なくとも２つの辺とが少なくとも一部で接しており、前記キャビティ領域と前記シールリングのずれ角が１．５°以下である光デバイス。
【請求項３】
前記透明部材の反射率は、前記発光素子から射出される光に対して３％〜１５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。
【請求項４】
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１〜３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偏向する光偏向器と、
前記光偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系とを備える光走査装置。
【請求項５】
像担持体と、
前記像担持体を画像情報に応じて変調された光によって走査する請求項４に記載の光走査装置とを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス、光走査装置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、該光デバイス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。
【背景技術】
【０００２】
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１参照）。
【０００３】
セラミックパッケージは、金属製のキャップ（リッド）を取り付けるためのシールリングを有している（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００４】
また、特許文献４には、キャビティのシール性を向上させることを目的とするセラミックパッケージが開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献５には、発光素子と受光素子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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の発光素子が保持されているパッケージ部材では、モニタ用の受光素子を内蔵させると、受光素子の出力にばらつきが大きいという不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、発光素子と、前記発光素子の発光光量をモニタするための受光素子と、前記発光素子及び受光素子がキャビティ領域に保持されているパッケージ部材と、前記発光素子から射出された光束の一部を前記受光素子に向けて反射する透明部材を有するリッドと、前記パッケージ部材と前記リッドとの間に設けられ、前記キャビティ領域を密閉するためのシールリングとを備え、前記キャビティ領域の底面に平行な平面に正射影したとき、前記キャビティ領域における少なくとも前記受光素子に近い少なくとも１つの壁面の辺と、前記シールリングの内周の少なくとも１つの辺とが少なくとも一部で接しており、前記キャビティ領域と前記シールリングのずれ角が１．５°以下である光デバイスである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の光デバイスによれば、受光素子の出力のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光走査装置を説明するための図（その１）である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】従来の光源ユニットを説明するための図である。
【図７】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。
【図８】図７（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】面発光レーザアレイチップにおける複数の発光部を説明するための図である。
【図１０】フラットパッケージの平面図である。
【図１１】フラットパッケージの側面図である。
【図１２】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】シールリングを説明するための図である。
【図１４】図１３の側面図である。
【図１５】図１３のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】リッドを説明するための図（その１）である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、それぞれリッドを説明するための図（その２）である。
【図１８】ガラス板を説明するための図である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｅ）は、それぞれ従来のシールリングを取り付ける方法を説明するための図である。
【図２０】ずれ角θを説明するための図である。
【図２１】図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、それぞれカップリング効率に及ぼすシールリングのずれの影響を説明するための図である。
【図２２】シミュレーションにより得られたΔＥｆとずれ角θとの関係を説明するための図である。
【図２３】図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、それぞれ本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法を説明するための図（その１）である。
【図２４】図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）は、それぞれ本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法を説明するための図（その２）である。
【図２５】図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）は、それぞれ本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法を説明するための図（その３）である。
【図２６】図２６（Ａ）〜図２６（Ｃ）は、それぞれ本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法を説明するための図（その４）である。
【図２７】図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、それぞれ本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法を説明するための図（その５）である。
【図２８】本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法の効果を説明するための図である。
【図２９】本実施形態におけるシールリングを取り付ける方法の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２８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。
【００１１】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１２】
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。
【００１３】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、通信制御装置２０８０を介して受信した上位装置からの多色の画像情報を光走査装置２０１０に通知する。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。
【００１９】
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。
【００２０】
光走査装置２０１０は、プリンタ制御装置２０９０からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて色毎に変調された光束で、対応する帯電された感光体ドラムの表面を走査する。これにより、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像装置の方向に移動する。なお、光走査装置の構成については後述する。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。
【００３５】
各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。
【００３６】
各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、光偏向器２１０４の偏向反射面近傍にＹ軸方向に関して結像する。
【００３７】
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。
【００３８】
光偏向器２１０４は、２段構造のポリゴンミラーを有している。各ポリゴンミラーは、４面の偏向反射面を有している。そして、１段目（下段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）のポリゴンミラーではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。なお、１段目のポリゴンミラー及び２段目のポリゴンミラーは、互いに位相が略４５°ずれて回転し、書き込み走査は１段目と２段目とで交互に行われる。
【００３９】
光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、走査レンズ２１０５ａ、及び折り返しミラー２１０６ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに導光される。
【００４０】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、走査レンズ２１０５ｂ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）を介して、感光体ドラム２０３０ｂに導光される。
【００４１】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、走査レンズ２１０５ｃ、及び２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）を介して、感光体ドラム２０３０ｃに導光される。
【００４２】
また、光偏向器２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、走査レンズ２１０５ｄ、及び折り返しミラー２１０６ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに導光される。
【００４３】
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。
【００４４】
各感光体ドラムにおける光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。
【００４５】
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。
【００４６】
一般的に、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）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、光ピックアップ用の光源、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。
【００５４】
ところで、画像形成装置では、温度変化や経時変化に伴って走査用光束の光量が変化し、最終的に出力される画像（出力画像）に濃度むらが発生するおそれがある。そこで、これを抑制するため、通常、光走査装置では、光源から射出される光束の一部をモニタ用光束としてフォトダイオード等のディテクタで受光し、その結果に基づいて、光源の出力レベルを制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を実施している。
【００５５】
端面発光レーザを用いた光走査装置では、端面発光レーザから後方に射出される光をモニタし、ＡＰＣを行っていた。しかしながら、面発光レーザではその構造上、後方への射出光が生じないため、面発光レーザを用いた光走査装置では、面発光レーザから射出された光束の一部を分岐させて光検出器に導き、その光検出器の出力に基づいてＡＰＣを行うという方法が考えられた。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
そこで、発光素子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。この場合は、モニタ用光束を受光するフォトダイオードを発光素子とともにパッケージ部材のキャビティ領域内に収容することができる。
【００６３】
本実施形態では、各光源は、一例として図７（Ａ）〜図８に示されるように、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。
【００６４】
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ＰＤを有している。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
４０個の発光部は、全ての発光部を副走査対応方向に延びる仮想線上に正射影したときに、発光部間隔が等しく（図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。
【００６８】
ここでは、各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザである。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。
【００６９】
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。
【００７０】
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〜図１２に示されるように、チップマウント部２１、ＰＤマウント部２２、複数の接続端子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１２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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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８参照）。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。
【００７４】
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。なお、以下では、チップマウント部２１が設けられているセラミック層を、「セラミック層Ａ」ともいう。
【００７５】
ＰＤマウント部２２は、上記セラミック層Ａの＋ｃ側に積層されているセラミック層（以下では、「セラミック層Ｂ」ともいう）に設けられている。
【００７６】
フォトダイオードＰＤ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ＰＤ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ＰＤ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ＰＤは、異なるセラミック層上に保持されている。ここでは、フォトダイオードＰＤの受光面の大きさはφ１．２ｍｍである。
【００７７】
複数の接続端子２３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２３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。
【００７８】
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、キャップ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。
【００７９】
フラットパッケージ２０の外形は、一辺の長さＣ（図１１参照）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Ｄ（図１１参照）は、約２ｍｍである。
【００８０】
シールリング３０は、一例として、図１３〜図１５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。該開口部の大きさは、ｃ軸方向に直交する平面にキャビティ領域を正射影したときのキャビティ領域の大きさとほぼ同じになるように設定されている。
【００８１】
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。
【００８２】
リッド４０は、一例として図１６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４２を有している。リッド本体４１は、図１７（Ａ）及び図１７（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。ここでは、一例として、図１７（Ａ）における符号Ｈを０．１ｍｍ、符号ｈ１を２．５ｍｍ、符号ｈ２を０．５ｍｍとしている。
【００８３】
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（以下では、「モニタ用光束」ともいう）がフォトダイオードＰＤ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。ここでは、一例として、傾斜角を約１５°としている。
【００８４】
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（図１６参照）。ガラス板４２は、一例として図１８に示されるように、−ｃ側の面に反射膜４５が形成され、＋ｃ側の面に反射防止膜４６が形成されている。
【００８５】
面発光レーザアレイチップ６０から射出されガラス板４２を透過した光束が、光源から射出される光束であり、対応する感光体ドラムを光走査するための走査用光束となる。
【００８６】
反射膜４５の反射率は３％〜１５％であることが好ましい。反射率が３％より低いと、フォトダイオードＰＤで生成される受光光量に対応したモニタ信号のレベルが小さくなり、フォトダイオードＰＤから出力される信号のＳ／Ｎが低下する。また、反射率が１５％より高いと、走査用光束の光量が少なくなる。反射防止膜４６の反射率は１％以下であることが好ましい。
【００８７】
反射膜４５は、所定の透過率で光を透過する薄い金（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。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−ＳｉＯ２、ＴｉＯ２等が挙げられ、低屈折率材料としては、ＳｉＯ２等が挙げられる。また、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。
【００８８】
走査制御装置は、所定のタイミング毎に、フォトダイオードＰＤの出力信号に基づいて、各発光部のＡＰＣを実施する。
【００８９】
ここで、従来のシールリングの取り付け方法について図１９（Ａ）〜図１９（Ｅ）を用いて説明する。
（Ａ−１）矩形形状の取り付け用治具を、フラットパッケージ２０のキャビティ領域を覆うようにセットする（図１９（Ａ）参照）。
（Ａ−２）中央に矩形形状の開口を有する融着シートを、取り付け用治具に嵌め込むように取り付ける（図１９（Ｂ）参照）。融着シートには、数十μｍ程度の厚さを有する銀ロウ材が多く用いられている。
（Ａ−３）シールリングを、取り付け用治具に嵌め込むように取り付ける（図１９（Ｃ）及び図１９（Ｄ）参照）。
（Ａ−４）融着シートが溶解する温度に加熱する。融着シートが銀ロウ材の場合は、４００°〜５００°で数時間加熱する。
（Ａ−５）取り付け用治具を取り外す（図１９（Ｅ）参照）。
【００９０】
ところで、セラミックは焼成する際２０〜３０％程度収縮するので、厳密なサイズのフラットパッケージを求めるのは困難である。そのため、取り付け用治具におけるキャビティ領域に挿入される部分の大きさは、キャビティ領域の大きさに対して余裕をもたせて小さめに作らなければならない。また、融着シート及びシールリング３０は、取り付け用治具の外形の大きさに対して隙間を持たせて嵌め込みやすくしなければならない。
【００９１】
この場合、キャビティ領域に対する取り付け用治具の「がたつき」、取り付け用治具に対する融着シート及びシールリング３０の「がたつき」が存在することとなり、シールリング３０が、フラットパッケージ２０に対して、ｃ軸方向に平行な軸まわりに回転した状態で取り付けられるおそれがある（図２０参照）。このときの回転角θを、以下では、「ずれ角θ」ともいう。なお、図２０では、わかりやすくするため、ずれ角θを誇張して図示している。
【００９２】
ガラス板４２で反射された光束の光量、すなわちモニタ用光束の光量に対するフォトダイオードＰＤで受光される光束の光量の割合は、「カップリング効率」と呼ばれている。
【００９３】
また、複数の発光部の各カップリング効率について、最も高いカップリング効率をＥｆｍａｘ、最も低いカップリング効率をＥｆｍｉｎとし、次の（１）式から算出される値ΔＥｆを「チャネル間カップリング効率ばらつき」という。
ΔＥｆ＝１００｛１−（Ｅｆｍｉｎ／Ｅｆｍａｘ）｝  ……（１）
【００９４】
ΔＥｆが２０％を超えると、発光部間でのカップリング効率の違いが大きくなり、ＡＰＣ制御が複雑になる。
【００９５】
フォトダイオードＰＤは、フラットパッケージ２０内に収容されるため、フォトダイオードＰＤの大きさは極力小さなものとしなければならない。そこで、４０個の発光部のうち外側に配置されている発光部のモニタ用光束は、その中心がフォトダイオードＰＤにおける受光面の外周部近傍に入射するように設定されている（図２１（Ａ）参照）。また、面発光レーザアレイの中心に発光部があると仮定したときに、該発光部のモニタ用光束の中心がフォトダイオードＰＤの受光面の中心と一致するように設定されている。この場合、ΔＥｆを約８％とすることができる。
【００９６】
このとき、ずれ角θが大きいと、一例として図２１（Ｂ）に示されるように、すれ方向及びずれ角θの大きさに応じて、各モニタ用光束の中心は、面発光レーザアレイの中心位置を中心とする円の上を移動する。なお、図２１（Ｂ）における一点鎖線は、発光部ｖ５のモニタ用光束の中心の移動経路を示している。
【００９７】
図２１（Ａ）と図２１（Ｂ）からも明らかなように、ずれ角θが大きくなると、フォトダイオードＰＤでの発光部ｖ５のモニタ用光束の受光量は少なくなる。すなわち、Ｅｆｍｉｎの値は小さくなる。
【００９８】
このとき、モニタ用光束の中心がフォトダイオードＰＤの受光面の外周部近傍から中心近くに移動する発光部があるため、Ｅｆｍａｘの値はほとんど変化しない。
【００９９】
そこで、ずれ角θが大きくなると、ΔＥｆが大きくなることが予想される。
【０１００】
図２２には、シミュレーションで得られたΔＥｆとずれ角θとの関係が示されている。これによると、ずれ角θが１．５°を超えると、ΔＥｆは急に大きくなっている。そこで、本実施形態では、ＡＰＣ制御を効率的に行うため、ΔＥｆが２０％を超えないように、ずれ角θを１．５°以下にすることを目標にした。
【０１０１】
次に、本実施形態でのシールリングの取り付け方法について図２３（Ａ）〜図２７（Ｂ）を用いて説明する。
（Ｂ−１）ｃ軸方向に直交する平面に正射影したとき、キャビティ領域よりもやや小さなサイズで、ｃ軸方向の長さがキャビティ領域の深さよりも長いブロック形状のコマ７０を準備する（図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）参照）。すなわち、コマ７０は、キャビティ領域に嵌め込み可能である。
（Ｂ−２）コマ７０をキャビティ領域に挿入する（図２４（Ａ）参照）。
（Ｂ−３）コマ７０をキャビティ領域における＋ａ側の一つの角に押し付ける（図２４（Ｂ）参照）。図２４（Ｂ）では、＋ａ側でかつ−ｂ側の角ａにコマ７０を押し付けている。
（Ｂ−４）融着シートをコマ７０に嵌め込む（図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）参照）。なお、融着シートの開口部の大きさは、ｃ軸方向に直交する平面にキャビティ領域を正射影したときのキャビティ領域の大きさとほぼ同じになるように設定されている。
（Ｂ−５）融着シートの開口部における＋ａ側の一つの角を対向するコマ７０の角に押し付ける（図２５（Ｃ）参照）。
（Ｂ−６）シールリング３０をコマ７０に嵌め込む（図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）参照）。
（Ｂ−７）シールリング３０の開口部における＋ａ側の一つの角を対向するコマ７０の角に押し付ける（図２６（Ｃ）参照）。
（Ｂ−８）融着シートが溶解する温度に加熱する。融着シートが銀ロウ材の場合は、４００°〜５００°で数時間加熱する。
（Ｂ−９）コマ７０を取り外す（図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）参照）。
【０１０２】
この場合、ｂ軸方向に直交する平面に正射影したとき、キャビティ領域における４つの壁面のうち、フォトダイオードＰＤに最も近い＋ａ側の壁面の辺と、シールリング３０の開口部における＋ａ側の辺とが重なっている。また、ｂ軸方向に直交する平面に正射影したとき、キャビティ領域における４つの壁面のうち、−ｂ側の壁面の辺と、シールリング３０の開口部における−ｂ側の辺とが重なっている。
【０１０３】
本実施形態での取り付け方法によってシールリングが取り付けられた１００個のフラットパッケージ、及び従来の取り付け方法によってシールリングが取り付けられた１００個のフラットパッケージについて、それぞれのずれ角θを測定した。この測定結果が図２８に示されている。
【０１０４】
本実施形態での取り付け方法によってシールリングが取り付けられた１００個のフラットパッケージでは、いずれもずれ角θは１．５°以下であった。また、ずれ角θのばらつきは、従来の取り付け方法によってシールリングが取り付けられた１００個のフラットパッケージに比べて、極めて小さかった。
【０１０５】
すなわち、本実施形態の取り付け方法を用いてシールリングを取り付けることにより、ΔＥｆを安定的に２０％以下とすることができる。その結果、光デバイスの製造歩留まりを向上させることができる。
【０１０６】
ところで、ｂ軸方向に直交する平面に正射影したとき、キャビティ領域における１つの壁面の辺と、シールリング３０の開口部における１つの辺とを重ねる場合、フォトダイオードＰＤに最も近い＋ａ側の辺を優先的に重ねる必要がある。その理由は、＋ａ側の辺が重なっていれば、シールリング３０がキャビティ領域に対してｂ軸方向に多少ずれが生じたとしても面発光レーザアレイチップ６０とガラス板４２との距離は変化しないが、ａ軸方向にずれが生じると面発光レーザアレイチップ６０とガラス板４２との距離が変化し、フォトダイオードＰＤにおけるモニタ用光束の受光位置が変化するためである。
【０１０７】
なお、シールリング３０のキャビティ領域に対するｂ軸方向へのずれ量は、面発光レーザアレイチップ６０におけるｂ軸方向の両端に位置する２つの発光部の間隔の１／２倍未満とするのが好ましい。
【０１０８】
フラットパッケージ２０にシールリング３０が取り付けられると、続いて面発光レーザアレイチップ６０及びフォトダイオードＰＤが所定位置に取り付けられ、ボンディングワイヤによって、複数のリード端子と電気的に接続される。その後、リッド４０がシールリング３０に取り付けられる。
【０１０９】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、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。
【０１１０】
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ＰＤと、面発光レーザアレイチップ６０及びフォトダイオードＰＤ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ＰＤ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、キャビティ領域を密閉するためのシールリング３０とを備えた光デバイス１０を有している。
【０１１１】
この光デバイス１０を製造する際に、上記（Ｂ−１）〜（Ｂ−９）の工程を経て、シールリング３０をフラットパッケージ２０に取り付けている。このようにして取り付けられたシールリング３０は、ｂ軸方向に直交する平面に正射影したとき、その開口部における＋ａ側の辺が、キャビティ領域におけるフォトダイオードＰＤに最も近い＋ａ側の壁面の辺と重なり、該開口部における−ｂ側の辺が、キャビティ領域における−ｂ側の壁面の辺と重なっている。
【０１１２】
この場合は、安定してずれ角θを１．５°以下にすることができ、それによって、ΔＥｆを安定的に２０％以下とすることが可能となる。そこで、走査制御装置は、ＡＰＣ制御を効率的に行うことができ、その結果、光走査装置２０１０は、高品質の潜像を安定して形成することができる。また、光デバイス１０の製造歩留まりを向上させることができ、光走査装置２０１０の低コスト化を図ることができる。
【０１１３】
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。
【０１１４】
なお、上記（Ｂ−７）において、シールリング３０の開口部における＋ａ側の辺をコマ７０に押し付けても良い。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【符号の説明】
【０１２０】
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）、６０…面発光レーザアレイチップ（発光素子）、７０…コマ（コマ部材）、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、ＰＤ…フォトダイオード（受光素子）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２１】
【特許文献１】特開平１１−２６０９４９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２２６６３号公報
【特許文献３】特開昭６３−１０４３５５号公報
【特許文献４】特開２００７−０２７５９２号公報
【特許文献５】特開２００７−３０００３１号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図６】
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