(57)【要約】【課題】信頼性を向上させることができる光デバイスを提供する。【解決手段】  光デバイスは、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素子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とを備えている。そして、リッド４０は、シールリング３０に一部が重なるフランジ部４１ｂを有し、該フランジ部４１ｂにおけるシールリング３０に重なっていない部分は、シールリング３０よりも内側にはみ出しており、リッド本体４１の板厚Ｅ、フランジ部４１ｂにおけるシールリング３０よりも内側にはみ出している部分の幅Ｂを用いて、Ｂ／Ｅの値が１．７〜５．３の範囲内となるように設定されている。【選択図】図２２
2015070243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子を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おり、
前記リッドの厚さＥ、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／Ｅの値が１．７〜５．３の範囲内の光デバイス。
【請求項２】
前記リッドの材料は、鉄に対して主にニッケル、あるいは鉄に対して主にニッケルとコバルトを加えた合金であることを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
【請求項３】
前記リッドの材料は、ヤング率が１３０ＧＰａ〜１６０ＧＰａの範囲内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】
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１〜３のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項５】
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ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項６】
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１〜５のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記パッケージ部材に保持され、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１〜６のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項８】
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７に記載の光デバイス。
【請求項９】
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１〜８のいずれか一項に記載の光デバイス。
【請求項１０】
像担持体と、
請求項１〜９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光学系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。
【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及び特許文献２参照）。
【０００３】
セラミックパッケージには、リッドと呼ばれる金属製のキャップ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）。
【０００４】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光素子と、前記発光素子を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おり、前記リッドの厚さＥ、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／Ｅの値が１．７〜５．３の範囲内の光デバイスである。
【発明の効果】
【０００７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】図１０のＡ−Ａ断面図である。
【図１２】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。
【図１３】シールリングを説明するための図である。
【図１４】リッドを説明するための図（その１）である。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】ガラス板で反射される光を説明するための図である。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】Ｄｙを求める際の直線を説明するための図である。
【図２１】Ｄｙを説明するための図である。
【図２２】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。
【図２３】Ｂ／ＥとＤｙ／Ｄｘ（平均値）及び３σの関係を説明するための図である。
【図２４】図２４（Ａ）はケース１を説明するための図であり、図２４（Ｂ）はケース２を説明するための図であり、図２４（Ｃ）はケース３を説明するための図であり、図２４（Ｄ）はケース４を説明するための図である。
【図２５】図２５（Ａ）はケース１の測定結果を説明するための図であり、図２５（Ｂ）はケース２の測定結果を説明するための図であり、図２５（Ｃ）はケース３の測定結果を説明するための図であり、図２５（Ｄ）はケース４の測定結果を説明するための図である。
【図２６】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。
【図２７】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。
【図２８】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。
【図２９】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。
【図３０】各種材料のヤング率を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３０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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【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の光路上に配置され、該光を略平行光とする。
【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。
【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、感光体ドラムの回転軸に平行な方向である主走査方向に沿って移動する。
【００４４】
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。
【００４５】
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、一例として、以下の工程を経て作製される。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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垂直共振器型の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）がある。なお、以下では、垂直共振器型の面発光レーザを単に「面発光レーザ」ともいう。この面発光レーザは、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、面発光レーザは、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
そこで、面発光レーザアレイチップから射出された光の一部を、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、モニタ用光として利用することが考案された。この場合、モニタ用光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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
ところで、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、外形が略正方形状の金属部材である。
【００７６】
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おり、銀ロウを用いて金めっき部２４に固着（ロウ付け）されている。
【００７７】
リッド４０は、一例として図１４に示されるように、金属材料で形成されているリッド本体４１、及び硬質ガラスのガラス板（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。
【００７８】
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）Ｅ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。なお、以下では、便宜上、リッド本体４１を構成する金属部材の厚さ（板厚）Ｅを、「リッド本体４１の板厚Ｅ」と略述する。
【００７９】
フランジ部４１ｂは、シールリング３０に一部が重な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。
【００８０】
図１６に示されるように、ガラス板４２の−ｃ側の面、すなわち、面発光レーザアレイチップ６０から射出された光が入射する面には、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にモニタ用光として十分な光量の光を入射させることができる。
【００８１】
また、ガラス板４２の＋ｃ側の面、すなわち、面発光レーザアレイチップ６０から射出された光が入射する面と反対側の面には、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。
【００８２】
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−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。
【００８３】
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が多くなり、書き込みに必要な光量を得ることができなくなる。
【００８４】
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。
【００８５】
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％以下であることが望ましい。
【００８６】
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。
【００８７】
リッド本体４１は、シールリング３０上に載置され、それらの外形がほぼ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。
【００８８】
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。
【００８９】
この不具合について、本願発明者らは、フランジ部４１ｂにおけるシールリング３０よりも内側にはみ出している部分の幅とリッド本体４１の板厚の関係が、溶接した際のガラス板４２におけるひずみの大きさや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。
【００９０】
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（以下では、「ピーク位置」ともいう）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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
また、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。
【００９６】
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やりにくくなる。
【００９７】
図２３には、Ｄｙ／Ｄｘの平均値とＢ／Ｅとの関係、及びＤｙ／Ｄｘのばらつきを示す３σとＢ／Ｅとの関係が示されている。なお、リッド本体４１の材料は、ヤング率が１５９ＧＰａのコバール（登録商標）である。
【００９８】
ここでは、リッド本体４１の板厚Ｅを、０．０８ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍとし、板厚毎に、各Ｂ／Ｅについて１０個の測定データを求め、それらの平均値を図２３にまとめた。図２３によると、Ｂ／Ｅの値が１．７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。
【００９９】
これは、Ｂ／Ｅの値が１．７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／Ｅの値が５．３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。
【０１００】
このように、Ｂ／Ｅの値が１．７〜５．３の範囲内であれば、Ｄｙ／Ｄｘの値が３未満で、かつ３σの値が２未満とすることができる。なお、以下では、Ｂ／Ｅの値の上記範囲を規定範囲ともいう。
【０１０１】
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／Ｅの値を上記規定範囲内とする効果は、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／Ｅの値を上記規定範囲内とすることは、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。
【０１０２】
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／Ｅが３．０（Ｂ＝０．４５ｍｍ、Ｅ＝０．１５ｍｍ）と規定範囲内で、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２４（Ａ）参照）。
（２）ケース２
Ｂ／Ｅが３．０（Ｂ＝０．４５ｍｍ、Ｅ＝０．１５ｍｍ）と規定範囲内で、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２４（Ｂ）参照）。
（３）ケース３
Ｂ／Ｅが０．６９（Ｂ＝０．１０ｍｍ、Ｅ＝０．１５ｍｍ）と規定範囲外で、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２４（Ｃ）参照）。
（４）ケース４
Ｂ／Ｅが０．６９（Ｂ＝０．１０ｍｍ、Ｅ＝０．１５ｍｍ）と規定範囲外で、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２４（Ｄ）参照）。
【０１０３】
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２５（Ａ）〜図２５（Ｄ）に示されている。図２５（Ａ）はケース１の測定結果であり、図２５（Ｂ）はケース２の測定結果であり、図２５（Ｃ）はケース３の測定結果であり、図２５（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。
【０１０４】
ケース１のように、Ｂ／Ｅの値が規定範囲内で、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。
【０１０５】
ケース２のように、Ｂ／Ｅの値が規定範囲内で、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。
【０１０６】
すなわち、Ｂ／Ｅの値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。
【０１０７】
また、ケース３のように、Ｂ／Ｅの値が規定範囲外で、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。
【０１０８】
また、ケース４のように、Ｂ／Ｅの値が規定範囲外で、ｂ軸方向を先行してシーム溶接を行うと、ガラス板４２はケース３よりもやや大きくひずんでいる。
【０１０９】
Ｂ／Ｅの値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。
【０１１０】
図２６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２６からも、Ｂ／Ｅの値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、ケース３及びケース４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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
【数１】
2015070243.tif 000003
【０１１４】
ここでは、２組の数値からなるデータ列｛（ｘｉ，ｙｉ）｝（ｉ＝１，２，・・・・，ｎ）が与えられ、データｘｉの相加平均をｘａｖ、データｙｉの相加平均をｙａｖとしている。そして、データｘｉ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ｙｉをＤｙ／Ｄｘの値とした。なお、相関関係の判断が図２７に示されている。
【０１１５】
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２８及び図２９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。
【０１１６】
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。本実施形態では、Ｂ／Ｅの値を１．７〜５．３の範囲内とし、Ｄｙ／Ｄｘの値が３未満となるようにしている。
【０１１７】
本実施形態では、リッド本体４１の材料として、常温で熱膨張係数が硬質ガラスに近いコバール（登録商標）を用いた。コバール（登録商標）とは、鉄に対して主にニッケルとコバルトを加えた合金であり、そのヤング率は１５９ＧＰａである。また、ヤング率がコバール（登録商標）に近い材料として鉄に対して主にニッケルを加えたインバーがある（図３０参照）。インバーは温度による寸法変化がほとんどないことで知られる合金であり、インバーもリッド本体４１の材料として有効である。
【０１１８】
ところで、ヤング率が１６０ＧＰａよりも大きい材料でリッド本体４１を形成すると、本実施形態のようにシールリングの内側にフランジ部を保持させる形態で実装を行っても、その剛性によってシールリングの厚みなどのばらつきをそのままリッドひずみとして受けてしまうためばらつきが大きく、その効果はやや低下することが分かった。数値的には、Ｄｙ／Ｄｘの平均値が１程度悪化（上昇）した。
【０１１９】
また、ヤング率が１３０ＧＰａよりも小さな材料では、（１）リッド本体４１を正確な形状で形成すること、（２）それを正確にシールリング上に溶接すること、（３）要求される正確な傾斜角θを溶接後も維持すること、が容易ではなく、３σの値で１．５程度悪化（上昇）した。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
そして、リッド４０は、シールリング３０に一部が重なるフランジ部４１ｂを有し、該フランジ部４１ｂにおけるシールリング３０に重なっていない部分は、シールリング３０よりも内側にはみ出しており、リッド本体４１の板厚Ｅ、フランジ部４１ｂにおけるシールリング３０よりも内側にはみ出している部分の幅Ｂを用いて、Ｂ／Ｅの値が１．７〜５．３の範囲内となるように設定されている。
【０１２３】
また、リッド本体４１の材料はコバール（登録商標）であり、そのヤング率は１３０ＧＰａ〜１６０ＧＰａの範囲内にある。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
また、上記実施形態では、光走査装置がプリンタに用いられる場合について説明したが、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【０１３２】
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。
【０１３３】
また、上記実施形態では、画像形成装置として多色の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。
【０１３４】
また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写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、トナー像が記録紙に直接転写されても良い。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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】
【０１３７】
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（光学系の一部）、２２００ａ〜２２００ｄ…光源。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３８】
【特許文献１】特開平１１−２６０９４９号公報
【特許文献２】特開２００７−０２７５９２号公報
【特許文献３】特開昭６３−１０４３５５号公報
【特許文献４】特開２０１１−２２２６６３号公報
【特許文献５】特開２００７−３０００３１号公報
【図１】
2015070243.tif 000004
【図２】
2015070243.tif 000005
【図３】
2015070243.tif 000006
【図４】
2015070243.tif 000007
【図５】
2015070243.tif 000008
【図７】
2015070243.tif 000009
【図８】
2015070243.tif 000010
【図９】
2015070243.tif 000011
【図１０】
2015070243.tif 000012
【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２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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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３０】
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【図６】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２５】
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