(57)【要約】【課題】  簡易な構成でＶＣＳＥＬアレイ上の各発光素子を個別にモニタリングすることのできるモニタリング方法とＶＣＳＥＬアレイを提供する。【解決手段】  複数の垂直共振器型面発光素子が基板上に配置されたＶＣＳＥＬアレイであって、第１の光素子１１０と、第２の光素子１２０とを備えている。第２の光素子１２０は、バイアス方向切換手段により、第２の光素子１２０に対して印加する電圧を逆方向のバイアスに切り換えたときに、第１の光素子１１０から出射された基板水平方向の光１４０を受光して、電気信号に変換する。また、第２の光素子１２０は、バイアス方向切換手段により、第２の光素子１２０に対して印加する電圧を順方向のバイアスに切り換えたときに、基板水平方向の光１５０を出射する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の垂直共振器型面発光素子が基板上に配置されたＶＣＳＥＬアレイの出力光をモニタするモニタリング方法であって、
第１の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を順方向にすることにより、該第１の光素子から前記基板水平方向へ光を出射させ、
第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を逆方向にすることにより、前記第１の光素子から出射した光を該第２の光素子によって受光して、該第１の光素子の光量を電気信号に変換させ、
前記第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を順方向にすることにより、該第２の光素子から前記基板水平方向へ光を出射させ、
第３の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を逆方向にすることにより、前記第２の光素子から出射した光を該第３の光素子によって受光して、該第２の光素子の光量を電気信号に変換させることを特徴とするモニタリング方法。
【請求項２】
２個以上の前記第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を逆方向にすることにより、前記第１の光素子から出射した光を２個以上の該第２の光素子によって受光することを特徴とする請求項１記載のモニタリング方法。
【請求項３】
前記第１の光素子と前記第３の光素子は同一の光素子であることを特徴とする請求項１または２に記載のモニタリング方法。
【請求項４】
前記第１の光素子から出射された前記基板水平方向の光を、樹脂または堆積膜に導波させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のモニタリング方法。
【請求項５】
前記樹脂または堆積膜は、屈折率の異なる２以上の樹脂または堆積膜から形成されていることを特徴とする請求項４記載のモニタリング方法。
【請求項６】
複数の垂直共振器型面発光素子が基板上に配置されたＶＣＳＥＬアレイであって、
第１の光素子と、第２の光素子とを備え、
前記第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を、順方向と逆方向に切り換えるバイアス方向切換手段を有することを特徴とするＶＣＳＥＬアレイ。
【請求項７】
前記第２の光素子が前記基板上に２個以上設けられ、前記第１の光素子から出射された前記基板水平方向の光を受光することを特徴とする請求項６記載のＶＣＳＥＬアレイ。
【請求項８】
前記第１の光素子と前記第２の光素子との間に、樹脂または堆積膜が形成されていることを特徴とする請求項６または７記載のＶＣＳＥＬアレイ。
【請求項９】
前記樹脂または堆積膜は、屈折率の異なる２以上の樹脂または堆積膜により形成されていることを特徴とする請求項８記載のＶＣＳＥＬアレイ。
【請求項１０】
感光体と、該感光体を帯電するための帯電手段と、帯電された該感光体に静電像を形成するための光を照射する光ビーム照射手段と、該光ビーム照射により形成された静電像を現像するための現像手段とを有する電子写真装置において、
前記光ビーム照射手段の光源として請求項６から９のいずれか一つに記載のＶＣＳＥＬアレイを用いたことを特徴とする電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＶＣＳＥＬアレイの光出力のモニタリング方法、およびモニタリングをすることのできるＶＣＳＥＬアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ−Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）は、半導体基板に対して垂直に光が取り出せるように考え出された半導体レーザの一種である。このレーザは、二次元アレイ状に多数の素子を集積することができる。電子写真装置の露光光源としてＶＣＳＥＬアレイを用いるときには、マルチビームによる印字工程の並列処理によって高解像度化および印刷速度の高速化が可能となる。
【０００３】
電子写真装置用の光源としてＶＣＳＥＬを適用することを考えると、ＶＣＳＥＬからの光出力を光センサで検出し、その結果に基づいてＶＣＳＥＬの駆動電圧（駆動電流）を制御することが必要となる。
【０００４】
そこで、従来技術である特許文献１には、ＶＣＳＥＬと、光センサとを同一パッケージ内に配置して、ＶＣＳＥＬから出射されたレーザ光の一部を検出し、光量をモニタリングする装置が記載されている。以下、図９を用いて、特許文献１に記載されたモニタリング装置を説明する。
【０００５】
ＶＣＳＥＬ７１０と追加レーザ構造７２０は、導電率が低い材料７３０により、電気的に隔離されている。ここでＶＣＳＥＬ７１０と、追加レーザ構造７２０は同様の構造を有している。ＶＣＳＥＬ７１０の駆動電流の電位と逆極性の逆バイアスを追加レーザ構造７２０に加えると、追加レーザ構造７２０は光センサとしての役割を果たす。
【０００６】
ＶＣＳＥＬ７１０の上には電極７４０と７４１が設けられ、光センサの上には電極７４５と７４６が設けられている。これらの上には第一のクラッド層７５０と、コア層７６０と、第二のクラッド層７７０とが順に積層されている。また、コア層７６０には回折格子構造７８０が設けられている。コア層７６０の屈折率は、第一のクラッド層７５０の屈折率や第二のクラッド層７７０の屈折率よりも大きい。そのため、コア層７６０に光を閉じ込めることができる。
【０００７】
ＶＣＳＥＬ７１０より生じたレーザ光７０１はコア層７６０の中を進み、コア層７６０を透過して出力光７０２となる。一方、レーザ光７０１の一部は回折格子構造７８０により回折され、回折光７０３となる。この回折光７０３は第一のクラッド層７５０、コア層７６０、第二のクラッド層７７０により形成された導波路を進み、追加レーザ構造７２０に入射する。追加レーザ構造７２０は逆バイアスを加えることにより光センサとして機能し、回折光７０３の強度に応じて追加レーザ構造７２０からは電流が生じる。導体７９１を介して伝達された追加レーザ構造７２０からの電流に制御回路７９０は応答し、制御回路７９０は導体７９２を介してＶＣＳＥＬ７１０へ電流を送る。この電流を制御することによりＶＣＳＥＬは出力光７０２を所定の値に制御することができる。
【特許文献１】米国特許５８０９０５０号明細書（１２頁、図８Ｂ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＶＣＳＥＬアレイを電子写真装置の光源に適用することを想定すると、アレイ状に配列した各々の発光素子を個別にモニタしたいという要請がある。
【０００９】
たとえば、電子写真装置の光源としてＶＣＳＥＬアレイを適用したとき、経時変化により、同じ値の電流を流しても各素子で得られる光出力が異なる場合がある。
【００１０】
また、印字パターンによっては、ある発光素子（素子Ａ）と、その素子とは異なる別の素子（素子Ｂ）との駆動時間は異なる。そのため、素子Ａの駆動時間が素子Ｂの駆動時間よりも長い場合、素子から生じる熱量は、素子Ｂよりも素子Ａの方が多くなる。ＶＣＳＥＬの光出力は熱による影響を受けることから、同じ値の電流を素子Ａと素子Ｂに注入したとしても、光の出力が異なる場合がある。
【００１１】
そこで、アレイ状に配列した各々の発光素子を個別にモニタリングする必要性が生じる。
【００１２】
しかしながら、特許文献１のモニタリング装置をＶＣＳＥＬアレイに適用し、各々の発光素子を個別にモニタリングしようとすると、発光素子の数と同数の光センサを別途設けなければならず、装置の複雑化を招く。
【００１３】
そこで、本発明は、発光素子と同数の光センサを用いることなく、ＶＣＳＥＬアレイ上の各発光素子を個別にモニタリングすることのできるモニタリング方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、簡易な構成でＶＣＳＥＬアレイ上の各発光素子を個別にモニタリングすることのできるＶＣＳＥＬアレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るモニタリング方法は、複数の垂直共振器型面発光素子が基板上に配置されたＶＣＳＥＬアレイの出力光をモニタするモニタリング方法であって、第１の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を順方向にすることにより、該第１の光素子から前記基板水平方向へ光を出射させ、第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を逆方向にすることにより、前記第１の光素子から出射した光を該第２の光素子によって受光して、該第１の光素子の光量を電気信号に変換させ、前記第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を順方向にすることにより、該第２の光素子から前記基板水平方向へ光を出射させ、第３の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を逆方向にすることにより、前記第２の光素子から出射した光を該第３の光素子によって受光して、該第２の光素子の光量を電気信号に変換させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係るＶＣＳＥＬアレイは、複数の垂直共振器型面発光素子が基板上に配置されたＶＣＳＥＬアレイであって、第１の光素子と、第２の光素子とを備え、前記第２の光素子に対して印加する電圧のバイアス方向を、順方向と逆方向に切り換えるバイアス方向切換手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発光素子と同数の光センサを用いることなく、ＶＣＳＥＬアレイ上の各発光素子を個別にモニタリングすることのできるモニタリング方法を提供することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、簡易な構成でＶＣＳＥＬアレイ上の各発光素子を個別にモニタリングすることのできるＶＣＳＥＬアレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施例１）
実施例１ではＶＣＳＥＬ１１０（第１の光素子）とＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）に対して印加するバイアスの方向を相互に切り換える例について説明する。
【００２０】
図１に複数の垂直共振器型面発光素子（ＶＣＳＥＬ）が配置されたＶＣＳＥＬアレイを示す。この図において、基板１００の上（基板上）に縦６列、横５行に配列された丸は、ＶＣＳＥＬを模式的に示したものであり、ＶＣＳＥＬ１１０と、ＶＣＳＥＬ１２０とが相隣り合って備えられている。
【００２１】
図２（ａ）は、図１において図示したＡ−Ａ線の断面図を示したものである。図２（ａ）の左側に図示したＶＣＳＥＬ１１０は、基板１００の上に、下部ＤＢＲミラー４２０、下部クラッド層４３０、活性層４４０、上部クラッド層４５０、上部ＤＢＲミラー４６０を順次形成した構造となっている。
【００２２】
また上部ＤＢＲミラー４６０の上にはｐ型電極４７０が形成されており、基板１００にはｎ型電極４８０が設けられている。そして、ｐ型電極４７０とｎ型電極４８０との間には、通電をするための電圧印加手段４９０が設けられている。
【００２３】
一方、図２（ａ）の右側に図示したＶＣＳＥＬ１２０もＶＣＳＥＬ１１０と同様の構造を有する。そして、ＶＣＳＥＬ１２０におけるｐ型電極４７０とｎ型電極４８０との間には、電圧印加手段４９１が設けられている。
【００２４】
ここで、電圧印加手段４９０により順方向のバイアスをＶＣＳＥＬ１１０に印加すると、電位差により正孔と電子が活性層４４０に注入され、その後のキャリアの再結合により自然放出光が基板水平方向の光１４０として放出される。
【００２５】
一方、ＶＣＳＥＬ１２０には電圧印加手段４９０により印加したバイアスとは逆方向のバイアス（逆バイアス）を電圧印加手段４９１により印加することにより、ＶＣＳＥＬ１２０は光センサとして機能する。ここで、逆バイアスとは、バイアスを印加しないゼロバイアスをも含むものとする。
【００２６】
ＶＣＳＥＬ１２０にバイアスを印加しないときには、ＶＣＳＥＬ１２０の空乏層に光が入射することにより電流が生じることから、光センサとして利用することができる。また、ゼロより大きい値の逆バイアスを印加すれば、ＶＣＳＥＬ１２０は無バイアス時に比べ、空乏層が広がるため、光電流が増大し、より感度のよい光センサとして利用することができる。光の照射により生じた電流の値は受光した光の光量と相関があり、受光した光はＶＣＳＥＬ１１０から出射するレーザ出力光を反映すると考えられる。そのため、ＶＣＳＥＬ１２０で生じた電流値を観測することにより、ＶＣＳＥＬ１１０の出力を知ることができる。
【００２７】
また、本発明に係る実施例は、ＶＣＳＥＬ１２０に対して印加する電圧のバイアス方向を切り換えることができるようなバイアス方向切換手段を有する。図２（ｂ）は、バイアス方向切換手段を用いて、図２（ａ）のＶＣＳＥＬ１１０と１２０に対して印加する電圧のバイアス方向を逆方向から順方向へ切り換えた状態を示すものである。このようにバイアス方向を切り換えると、今まで発光素子として機能していたＶＣＳＥＬ１１０は、光センサとして機能し、今まで光センサとして機能していたＶＣＳＥＬ１２０は、発光素子として機能する。
【００２８】
具体的には、ＶＣＳＥＬ１２０は電圧印加手段４９３により、順方向のバイアスが印加され、これにより基板水平方向の光１５０が出射される。一方、ＶＣＳＥＬ１１０には電圧印加手段４９２により逆方向のバイアスが印加されるため、基板水平方向の光１５０が電流に変換される。この電流値を参考にして、電圧印加手段４９３を制御する。
【００２９】
ここで、上記基板水平方向の光１４０と１５０は、レーザ発振にいたるまでは自然放出光である。しかし、キャリアの注入が閾値を超えるとレーザ発振が始まり、酸化狭窄層などで散乱されたレーザ散乱光が基板水平方向の光１４０や１５０として放出される。そのため、レーザ発振に至った場合において、基板水平方向の光１４０や１５０は、自然放出光と、酸化狭窄層などにより散乱されたレーザ光の一部（レーザ散乱光）との総和となる。
【００３０】
次に、図３を用いて、ＶＣＳＥＬ１１０、ＶＣＳＥＬ１２０の制御方法について説明する。なお、以下の図で上記と同じ符号を付したものは同じものを示す。
【００３１】
まず、ＶＣＳＥＬ１１０が発光素子として機能し、ＶＣＳＥＬ１２０が光センサとして機能する例について説明する。
【００３２】
図３（ａ）において、画像処理を行うコントロール部２１０からＶＣＳＥＬとＰＤ（Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）を駆動するＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路２２０に命令が送られる。この命令により、バイアス方向切換手段２２３によりバイアス方向が切り換えられ、ＶＣＳＥＬ駆動回路２２１によってＶＣＳＥＬ１１０に順方向の電圧が印加されることにより、ＶＣＳＥＬ１１０からは基板水平方向の光１４０が出射される。
【００３３】
一方、ＶＣＳＥＬ１２０に対しては、画像処理を行うコントロール部２１０から送られた命令に従い、ＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路２３０にあるバイアス方向切換手段２３３によりバイアス方向が切り換えられる。これにより、ＰＤ駆動回路２３２により逆方向の電圧が印加され、ＶＣＳＥＬ１２０は基板水平方向の光１４０を検出する光センサとしての機能を果たす。ＶＣＳＥＬ１２０により検出された基板水平方向の光１４０の光量に応じて変換された電気信号はＰＤ駆動回路２３２からコントロール部２１０に送られる。そして画像処理を行うコントロール部２１０の中でデータ処理され、その結果がＶＣＳＥＬ駆動回路２２１に伝達され、ＶＣＳＥＬ駆動回路２２１は電流値を制御し、ＶＣＳＥＬ１１０からの光出力が所望の値になるように設定する。
【００３４】
次に、ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）が発光素子として機能し、ＶＣＳＥＬ１１０（第１の光素子）がモニタとして機能する例について説明する。
【００３５】
図３（ｂ）において、画像処理を行うコントロール部２１０からの命令を受けて、バイアス方向切換手段２３３によりバイアス方向が切り換えられる。そして、今まで逆方向のバイアスが印加されていたものが順方向に切り換えられ、ＶＣＳＥＬ駆動回路２３１により、順方向のバイアスがＶＣＳＥＬ１２０に印加される。これにより、ＶＣＳＥＬ１２０からは基板水平方向の光１５０が放出される。一方、ＶＣＳＥＬ１１０には、ＰＤ駆動回路２４２により逆方向のバイアスが印加され、ＶＣＳＥＬ１１０は光センサとしての機能を果たす。
【００３６】
本実施例は以上のように構成したことから、ＶＣＳＥＬ１１０（第１の光素子）の出力をＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）で検出することができ、ＶＣＳＥＬ１２０の出力をＶＣＳＥＬ１１０で検出することができる。
【００３７】
すなわち、本実施例では、発光素子の数と同数の光センサを別途設けることなく、ＶＣＳＥＬアレイ上の各発光素子を個別にモニタリングすることが可能となる。
【００３８】
バイアス方向切換手段は、ロジックＩＣのパワースイッチング回路を用いることにより実現することができる。具体的には、アナログスイッチやバススイッチを用いることができる。また、バイアス方向切換手段として、フォトカプラーを利用することもできる。フォトカプラーを用いれば、ＶＣＳＥＬ駆動、ＰＤ駆動の各回路へのクロストークを低減することができ、誤動作を抑制できる。
【００３９】
バイアス方向切換手段としてロジックＩＣを用いた場合には、上記のようにＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路中に存在してもよく、また画像処理を行うコントロール部と一体となっていてもよい。
【００４０】
画像処理を行うコントロール部とＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路を統合して構成した場合には、省スペース化、低コスト化され、より高速な応答が可能となる。
【００４１】
さらに、バイアス方向切換手段は、ＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路とは別の基板に独立に実装されていてもよい。このように、単独でそれぞれの回路を別の回路上に構成した場合には、汎用ＩＣを利用することができ、開発コストの抑制や、設計変更を簡易化ができる。
【００４２】
なお、ＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路の一部であるＰＤの電気信号アンプ回路をＶＣＳＥＬ／ＰＤパッケージ内部に実装し、外部にＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路を設けても良い。ＶＣＳＥＬ／ＰＤパッケージ内部に電気信号アンプ回路が実装される場合には、ＰＤの対ノイズ特性の改善が向上し、実効的な光検出感度の改善をすることができる。
【００４３】
図２に示した基板１００としては、所望の波長領域を考慮して、ＧａＡｓ、ＧａＮ、サファイヤ、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＧａＰなどから適宜選択することができる。
【００４４】
また、活性層４４０としては、例えばＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＰから、適宜選択することができる。
【００４５】
また、下部ＤＢＲミラー４２０、上部ＤＢＲミラー４６０としては、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＰから適宜選択することができる。
【００４６】
また、上部クラッド層４５０、下部クラッド層４３０としては、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＰから適宜選択することができる。
【００４７】
また、ｐ型電極４７０としては、Ｔｉ／Ａｕ、Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕなどを用いることができ、ｎ型電極４８０としては、ＡｕＧｅ／Ａｕ、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕなどを用いることができる。
【００４８】
上記の特許文献１に記載された装置では、発光素子からの光をモニタリングするためには、回折格子等のミラーを用いなければならないが、本発明に係る実施例はミラーを必ずしも必要としない。
【００４９】
従来技術である特許文献１においても開示されているように、逆バイアスを印加することによりＶＣＳＥＬを光センサあるいは光検出器として用いることは知られていた。しかし、特許文献１に記載されたＶＣＳＥＬは発光素子としてのみ用いるものであって、ＶＣＳＥＬに逆バイアスを印加した光センサは光センサとしてのみ使用するものである。これに対して、本発明に係る実施例は、上記ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）のように、発光素子と光センサを切り換えて使用する。
【００５０】
また、上記の特許文献１は、ミラー等を介して基板垂直方向に出射するレーザ光成分を検出するものである。これに対して、本発明に係る実施例は、基板水平方向に出射する自然放出光成分を主として検出するものである。
【００５１】
（実施例２）
上記実施例１ではＶＣＳＥＬに対して印加するバイアス方向を相互に切り換える例について説明した。以下の実施例２では複数のＶＣＳＥＬに対して印加するバイアス方向を切り換える例について説明する。
【００５２】
図４において、基板１００上には、ＶＣＳＥＬ１１０（第１の光素子）、ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）、ＶＣＳＥＬ１３０（第３の光素子）が配置されている。
【００５３】
ＶＣＳＥＬ１１０（第１の光素子）の出力光のモニタリングを行う場合には、ＶＣＳＥＬ１１０（第２の光素子）に対して順方向のバイアスを印加することにより基板水平方向の光１４０を放出させる。そして、ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）に対して逆方向のバイアスを印加することにより、光１４０を検出する。
【００５４】
一方、ＶＣＳＥＬ１２０の光出力のモニタリングを行う場合には、ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）に対して印加するバイアス方向を、バイアス方向切換手段によって順方向に切り換えることにより、基板水平方向の光１５０を放出させる。そして、ＶＣＳＥＬ１３０（第３の光素子）に対して逆方向のバイアスを印加することにより、光１５０を検出する。
【００５５】
このように、第２の光素子（ＶＣＳＥＬ１２０）に印加するバイアス方向を切り換えることによって放出される光は、第１の光素子（ＶＣＳＥＬ１１０）以外の素子、すなわち第３の光素子（ＶＣＳＥＬ１３０）で検出してもよい。
【００５６】
また、光センサとして機能する第３の光素子は、ＶＣＳＥＬ１３５のように、ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）に対して斜めに配置し、ＶＣＳＥＬ１２０から出射された基板水平方向の光１６０を検出してもよい。
【００５７】
本実施例では、以上のように構成したことから、任意の場所に配置されたＶＣＳＥＬからの光出力を任意の場所に配置されたＶＣＳＥＬでモニタリングすることができる。すなわち、本実施例によれば、自由度の高いモニタリング方法、および自由度の高いモニタリングを可能とするＶＣＳＥＬアレイを提供することができる。
【００５８】
なお、実施例１で説明したモニタリング方法は、実施例２で用いた言葉によれば、第３の光素子と第１の光素子が同一であると表現される。
【００５９】
（実施例３）
実施例３では、自然放出光を効率的に光センサまで導波させるために、ＶＣＳＥＬ間に樹脂を充填させた光導波路の形成などについて説明する。
【００６０】
図５（ａ）はＶＣＳＥＬアレイの断面図であり、ＶＣＳＥＬ１１０（第１の光素子）と、ＶＣＳＥＬ１２０（第２の光素子）との間には樹脂５１０が充填されている。
【００６１】
実施例１で説明した図２（ａ）では、基板水平方向の光１４０は空気中を伝播していたが、本実施例では樹脂５１０の中を伝播する。空気の屈折率は約１．０であるのに対して、樹脂の屈折率は約１．５であり、空気よりも樹脂の屈折率が高い。樹脂内部を伝播する光は空気との屈折率差により樹脂内部に閉じ込められるため、ＶＣＳＥＬ１２０への光の結合効率が改善し、より光の検出効率を向上させることができるという効果がある。
【００６２】
本実施例では素子から生ずる発熱の影響を低減するために、ＶＣＳＥＬ１１０とＶＣＳＥＬ１２０との距離をある程度離さなければならないという要請がある場合であっても、ＶＣＳＥＬ１１０からのモニタリングに必要な光量を検出することができる。
【００６３】
樹脂５１０としては、空気の屈折率である１．０よりも大きい屈折率を有する材料を用いる。樹脂５１０として用いる材料の屈折率は、ＶＣＳＥＬ１１０を構成する材料の屈折率に近いほどＶＣＳＥＬ１１０と樹脂との界面で生じる反射が抑制できる点で有利である。
【００６４】
樹脂５１０の材料としては、ポリイミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）がある。
【００６５】
なお、樹脂５１０の代わりに堆積膜３１０として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２のような酸化膜や、ＳｉＮ、ＡｌＮのような窒化膜を用いてもよい。
【００６６】
また、図５（ａ）ではＶＣＳＥＬ１１０とＶＣＳＥＬ１２０との間に全て樹脂５１０が充填されているが、基板水平方向の光１４０は主として活性層４４０から生じるため、少なくとも活性層４４０が樹脂５１０で充填されていればよい。
【００６７】
次に、２種以上の樹脂などを用いて光導波路を形成することにより、より光の検出効率を向上させることのできる形態を説明する。
【００６８】
図５（ｂ）において、ＶＣＳＥＬ１１０とＶＣＳＥＬ１２０との間には樹脂５５０、樹脂５６０、樹脂５７０が順に充填されている。樹脂５６０の屈折率は、樹脂５５０と樹脂５７０の屈折率よりも高い。このような構成にすることにより、ＶＣＳＥＬ１１０の活性層４４０から出射した基板水平方向の光１４０は、樹脂５６０の中に閉じ込められるため、基板水平方向の光１４０は効率的にＶＣＳＥＬ１２０まで導波することができる。
【００６９】
なお、樹脂５５０、樹脂５６０、樹脂５７０としては、上記の屈折率の関係を満足すればよく、ポリイミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）から適宜選択できる。また、樹脂の替わりに堆積膜を用いても同様の効果が得られる。堆積膜としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２や、窒化膜としてＳｉＮ、ＡｌＮなどから適宜選択できる。
【００７０】
（実施例４）
実施例４では、一つの発光素子に対して光センサを２個以上設けたＶＣＳＥＬアレイとモニタリング方法について説明する。
【００７１】
図６において、基板１００上には、ＶＣＳＥＬ６１０（第１の光素子）と、ＶＣＳＥＬ６２０（第２の光素子）とが設けられている。ＶＣＳＥＬ６１０には順方向のバイアスが印加されているためＶＣＳＥＬ６１０は発光素子として機能する。一方、ＶＣＳＥＬ６２０には逆方向のバイアスが印加されているため、ＶＣＳＥＬ６２０は光センサとして機能する。
【００７２】
ＶＣＳＥＬ６１０の周囲には、光センサとして機能する複数のＶＣＳＥＬ６２０が配置されている。ＶＣＳＥＬ６１０から出射する基板水平方向の光は、ＶＣＳＥＬ６１０から様々な方向に進むため、これらの光をＶＣＳＥＬ６１０の周りに配置した複数個のＶＣＳＥＬ６２０で検出することができる。これにより、一つの光センサだけでは、光量不足でモニタリングができないといった問題が解決される。
【００７３】
ところで、ＶＣＳＥＬアレイを電子写真装置の光源として利用することを考えた場合、高画質化の要請から、ＶＣＳＥＬ間の距離（ピッチ間距離）は益々狭くなってくる。そのため、発光素子として用いることができず光センサとしてのみ用いることができる光学素子は、スペースの問題から、パッケージの外に配置するか、あるいは、ＶＣＳＥＬアレイの最外延に配置するという選択しかないと思われる。
【００７４】
しかしながら、パッケージの外に光センサを配置しようとすると、ミラー等の光学系が別途必要となる。また、ＶＣＳＥＬアレイの最外延に専用品としての光センサを配置してしまうと、中央部の発光素子（例えば、図６のＶＣＳＥＬ６１０）からの光が光センサまで届かず、光量不足となってモニタリングをすることができなくなってしまう。
【００７５】
これに対して、本実施例のように構成すれば、バイアスの切換により、発光素子としても用いることのできるＶＣＳＥＬを光モニタとしても使用することから、上記のような問題点が解決される。
【００７６】
（実施例５）
実施例５では、本発明に係るモニタリング方法およびＶＣＳＥＬアレイを電子写真装置の光源として用いる形態について説明する。
【００７７】
電子写真装置は、感光体と、この感光体を帯電するための帯電手段と、帯電された感光体に静電像を形成するための光を照射する光ビーム照射手段と、光ビーム照射により形成された静電像を現像するための現像手段とを有する。以下、電子写真装置による画像形成のプロセスについて図７を用いて説明する。
【００７８】
帯電手段６９０により感光体６７０は一様に帯電され、そして露光光源であるＶＣＳＥＬアレイ６４０から出射されたレーザ光は光路変換手段であるポリゴンミラー６５０、および集光レンズ６６０を介して、感光体６７０に照射される。レーザ光が感光体６７０に照射されることにより、感光体６７０の照射部からは帯電が消去され、静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体６７０の上には、現像手段６９５によってトナーが供給されてトナー像が形成され、このトナー像は紙などの転写材に転写される。
【００７９】
なお、ＶＣＳＥＬアレイ６４０中のＶＣＳＥＬから放出された光は光センサにより検出され、光量制御回路６８０によってＶＣＳＥＬアレイ６４０にフィードバックされる。
【００８０】
電子写真装置の光源としてＶＣＳＥＬアレイを適用した場合、印字パターンによっては、個々の素子の駆動時間は異なり、熱の影響から、同じ値の電流を注入したとしても、個々の素子の光出力が異なる場合がある。
【００８１】
本発明に係るモニタリング方法や、ＶＣＳＥＬアレイを電子写真装置用の光源として適用すれば、簡易な構成で、アレイ状に配列した各々の発光素子を個別にモニタリングすることができる。
【００８２】
（実施例６）
上記の各実施例で説明したモニタリング方法とＶＣＳＥＬアレイは、図８に示したように、ＶＣＳＥＬが符号６３０のように斜めに配列されたものについても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る実施例１を説明するために用いるＶＣＳＥＬアレイの上面図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線の断面図である。
【図３】実施例１を説明するために用いる機能ブロック図である。
【図４】実施例２を説明するために用いるＶＣＳＥＬアレイの上面図である。
【図５】実施例３を説明するために用いるＶＣＳＥＬアレイの上面図である。
【図６】実施例４を説明するために用いるＶＣＳＥＬアレイの上面図である。
【図７】実施例５において説明する、本発明に係るＶＣＳＥＬアレイを電子写真装置の露光光源として用いた場合の構成図である。
【図８】実施例６において説明するために用いる、斜めにＶＣＳＥＬが配置されたアレイの上面図である。
【図９】特許文献１を説明するために用いる模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００  基板
１１０  ＶＣＳＥＬ（第１の光素子）
１２０  ＶＣＳＥＬ（第２の光素子）
１３０  ＶＣＳＥＬ（第３の光素子）
１３５  ＶＣＳＥＬ（第３の光素子）
１４０、１５０、１６０  基板水平方向の光
２１０  コントロール部
２２０、２３０、２４０  ＶＣＳＥＬ／ＰＤ駆動回路
２２１、２３１  ＶＣＳＥＬ駆動回路
２３２、２４２  ＰＤ駆動回路
２２３、２３３、２４３  バイアス方向切換手段
４２０  下部ＤＢＲミラー
４３０  下部クラッド層
４４０  活性層
４５０  上部クラッド層
４６０  上部ＤＢＲミラー
４７０  ｐ型電極
４８０  ｎ型電極
４９０、４９１、４９２、４９３  電圧印加手段
５１０、５６０、５７０  樹脂
６１０、６２０  ＶＣＳＥＬ
６３０  斜めに配列されたＶＣＳＥＬ
６４０  ＶＣＳＥＬアレイ
６５０  ポリゴンミラー
６６０  集光レンズ
６７０  感光体
６８０  光量制御回路
６９０  帯電手段
６９５  現像手段
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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