(57)【要約】      （修正有）【課題】紫外光より長波長の光を照射した場合にも、結露制御機能部材あるいはクリーニング機能部材として機能させる信頼性保持機能部材を提供する。【解決手段】ＰＤ１３およびＶＣＳＥＬ１２のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子を内部に収納すると共に、外部と光機能素子（ＰＤ１３、ＶＣＳＥＬ１２）との間で光を透過可能とするための光透過構造（ガラス部材１４）を有するセラミックパッケージ１１と、このパッケージの光透過構造の表面に薄膜状に形成され、可視光の波長以上の波長を吸収する材料からなる、結露防止機能部材および清浄化機能部材の少なくともいずれか一方の機能を含む透過性の信頼性保持機能部材１５を有し、この信頼性保持機能部材１５は、ＴｉＯ２にＣｕもしくはＦｅのいずれかを担持してもの、あるいは、Ｎ２ドープを行ったＴｉＯ２、あるいは、Ｗ０３にＣｕもしくはＰｄのいずれかを担持してもの、を構成成分として有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光検出機能素子および光源のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子と、
該光機能素子を内部に収納すると共に、外部と前記光機能素子との間で光を透過可能とするための光透過構造を有するパッケージと、
前記光透過構造の表面に薄膜状に形成され、可視光の波長以上の波長を吸収する材料からなる、結露防止機能部材および清浄化機能部材の少なくともいずれか一方の機能を含む透過性の信頼性保持機能部材と
を有することを特徴とする光機能デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の光機能素子デバイスであって、
前記信頼性保持機能部材を、
前記光検出機能素子および光源のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子に設ける
ことを特徴とする光機能デバイス。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載の光機能素子デバイスであって、
前記信頼性保持機能部材は、
前記光機能素子に含まれる光源からの可視光の波長以上の波長の光を吸収する材料からなる
ことを特徴とする光機能デバイス。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光機能素子デバイスであって、
前記信頼性保持機能部材の可視光を吸収する材料は、
ＴｉＯ２にＣｕもしくはＦｅのいずれかを担持してものを構成成分として有する
ことを特徴とする光機能デバイス。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光機能素子デバイスであって、
前記信頼性保持機能部材の可視光を吸収する材料は、
Ｎ２ドープを行ったＴｉＯ２を構成成分として有する
ことを特徴とする光機能デバイス。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光機能素子デバイスであって、
前記信頼性保持機能部材の可視光を吸収する材料は、
Ｗ０３にＣｕもしくはＰｄのいずれかを担持してものを構成成分として有する
ことを特徴とする光機能デバイス。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光機能素子デバイスを有することを特徴とする光学式エンコーダ。
【請求項８】
請求項７に記載の光学式エンコーダを有することを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項７に記載の光学式エンコーダを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の光学式エンコーダを有することを特徴とする電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、回転物体の回転数や回転角度等を検出する光学式エンコーダなどに用いられる光機能デバイスに係り、特に、所定の光機能を有する光機能素子を内部に収納して封止する封止構造を有し、さらに外部と前記光機能素子との間で光を透過するための光透過構造を有する光機能デバイスおよびそれを用いた各装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学式エンコーダは、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器や、液晶ＴＶやＤＶＤ等の電化製品、デジタル複写機やプリンタ等のＯＡ機器など、多くの電気機器に、幅広く用いられている。
【０００３】
光学式エンコーダは、光源と光検出器とを対として、光透過部分を有するパッケージ内に封止した光機能デバイス（光学式センサ）を設けた構成となっている。
【０００４】
このような光学式エンコーダなどに用いられる光機能デバイスで、封止構造および光透過構造を有する光機能デバイスの例が、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００５】
特許文献２に記載の光機能デバイスは、図１０に示すように、セラミックパッケージ７１の内部底面にＡｇペースト７２を介して光機能素子として機能するＰＤ（フォトディテクタ）８０を集積したＩＣチップ７３が貼り付けられている。
【０００６】
このＩＣチップ７３上には、Ａｌパターンで形成された電極ランド７４が形成されており、この電極ランド７４上にＡｇペースト７２を介して、光源として機能する面発光レーザ７５がダイボンドされている。
【０００７】
さらに、セラミックパッケージ７１の上面は、樹脂接着材８１を介して、光透過構造であるガラス部材８２が接着されている。そして、セラミックパッケージ７１とガラス材８２は、光機能デバイスの内部に配置されているＩＣチップ７３や光源７５や電極、ワイヤー等を封止するように構成されている。
【０００８】
また、光透過構造であるガラス部材８２に対して、当該光学式センサ構造の内側の全面あるいは一部分に、信頼性保持機能部材８７として示す薄膜状の結露抑制機能部材（例えば、酸化チタン）あるいはクリーニング機能部材（例えば、酸化チタン）が形成されている。
【０００９】
このように、例えば、酸化チタンからなる結露抑制機能部材を、信頼性保持機能部材８７としてガラス部材８２に対して形成する。これにより、封止構造の内部が露点以下になった場合にも、結露抑制機能部材を付着させた部分の結露が抑えられ、腐食等による故障や劣化を抑制することができる。さらに、結露による光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００１０】
また、例えば、酸化チタンからなるクリーニング機能部材を、信頼性保持機能部材８７としてガラス部材８２に対して形成する。これにより、内部の揮発性成分がクリーニングされる。よって、光透過構造やその他の機能部分に対する汚れの付着を抑えることができる。また、内部汚れによる機能劣化や、光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００１１】
しかしながら、この従来技術による光機能デバイスにおいては、結露制御機能部材およびクリーニング機能部材のうちの少なくとも一方を含む光透過性を有する信頼性保持機能部材として、酸化チタンを用いている。
【００１２】
そのため、紫外光が照射される場合には、結露制御機能部材あるいはクリーニング機能部材として機能することができる。しかしながら、例えば、紫外光より波長の長い光のみしか照射されない場合には、結露制御機能部材あるいはクリーニング機能部材として機能することができない。なお、一般的に、紫外線は、１０から３８０ｎｍの波長を持つことが知らせている。
【００１３】
すなわち、封止構造外部から紫外光が照射されず、さらに、封止構造内部に配置された光源の波長が、紫外光より長波長の場合には、結露制御機能部材あるいはクリーニング機能部材として機能することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする問題点は、従来の技術では、信頼性保持機能部材に、紫外光より長波長の光を照射した場合には、結露制御機能部材あるいはクリーニング機能部材として機能しない点である。
【００１５】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、光機能デバイスとそれを用いた光学式エンコーダおよびそれらを用いた電気機器の信頼性を向上させることを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の光機能デバイスは、
（１）光検出機能素子および光源のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子と、この光機能素子を内部に収納すると共に、外部と光機能素子との間で光を透過可能とするための光透過構造を有するパッケージと、光透過構造の表面に薄膜状に形成され、可視光の波長以上の波長を吸収する材料からなる、結露防止機能部材および清浄化機能部材の少なくともいずれか一方の機能を含む透過性の信頼性保持機能部材とを有することを特徴とする。
（２）また、信頼性保持機能部材を、光検出機能素子および光源のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子に設けることを特徴とする。
（３）また、信頼性保持機能部材は、光機能素子に含まれる光源からの可視光の波長以上の波長の光を吸収する材料からなることを特徴とする。
（４）また、信頼性保持機能部材の可視光を吸収する材料は、ＴｉＯ２にＣｕもしくはＦｅのいずれかを担持してものを構成成分として有することを特徴とする。
（５）また、信頼性保持機能部材の可視光を吸収する材料は、Ｎ２ドープを行ったＴｉＯ２を構成成分として有することを特徴とする。
（６）また、信頼性保持機能部材の可視光を吸収する材料は、Ｗ０３にＣｕもしくはＰｄのいずれかを担持してものを構成成分として有することを特徴とする。
（７）また、本発明の光学式エンコーダは、上記（１）〜（６）に記載の光機能素子デバイスを有することを特徴とする。
（８）また、本発明の光走査装置は、上記（７）に記載の光学式エンコーダを有することを特徴とする。
（９）また、本発明の画像形成装置は、上記（７）に記載の光学式エンコーダを有することを特徴とする。
（１０）また、本発明の電気機器は、上記（７）に記載の光学式エンコーダ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、所定の光機能を有する光機能素子を内部に収納して封止する封止構造を有し、さらに外部と光機能素子との間で光を透過するための光透過構造を有する光機能デバイスに設けた信頼性保持機能部材に、紫外光より長波長の光を照射した場合にも、結露制御機能部材あるいはクリーニング機能部材として機能させることができ、光機能デバイスとそれを用いた光学式エンコーダおよびそれらを用いた液晶ＴＶやＤＶＤ、デジタルカメラ、携帯電話、デジタル複写機、プリンタ等の電気機器の信頼性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る光機能デバイスの第１の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光機能デバイスの第２の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光機能デバイスの第３の構成例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る光機能デバイスの第４の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る光機能デバイスの第５の構成例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る光機能デバイスの第６の構成例を示す断面図である。
【図７】図１における光機能デバイスを用いた光学式エンコーダの構成例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る光機能デバイスを用いた光学式エンコーダを具備した光走査装置の構成例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る光機能デバイスを用いた光学式エンコーダを具備した画像形成装置としてのカラープリンタの構成例を示す断面図である。
【図１０】従来の光機能デバイス（光学式センサ）の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を用いて本発明を実施するための形態例を説明する。図１においては、本発明に係る光機能デバイス１と、反射部材１７との構成例を示している。本例の光機能デバイスでは、セラミックパッケージ１１における内部底面に、図示していないＡｇペースト等を用いて、少なくとも、光源として機能する面発光レーザ（（図中および以下「ＶＣＳＥＬ」と記載）１２と、光検出機能素子として機能する受光素子（図中および以下「ＰＤ」と記載）１３がダイボンドされている。
【００２０】
また、ＶＣＳＥＬ１２の図示していない電極は、図示していないＡｕワイヤーなどにより、セラミックパッケージ１１に形成された図示していない電極に接続されている。
【００２１】
また、セラミックパッケージ１１の上面には、図示していない樹脂接着剤等を用いて、光透過構造であるガラス部材１４が接着されている。
【００２２】
ここで、セラミックパッケージ１１とガラス部材１４は、光機能デバイス１の内部に配置されているＶＣＳＥＬ１２やＰＤ１３を封止するように構成されている。
【００２３】
光透過構造であるガラス部材１４には、本発明に係る光機能デバイス１の内側の一部分、あるいは全面に、薄膜状の結露防止機能部材あるいは清浄化機能部材としての信頼性保持機能部材（図中「結露防止機能部材（清浄化機能部材）」と記載）１５が形成されている。つまり、光機能デバイス１の内側、言い換えると、ＶＣＳＥＬ１２や、受光素子１３に面している側に、信頼性保持機能部材１５が形成されている。
【００２４】
信頼性保持機能部材１５が結露防止機能部材である場合には、封止構造の内部が露点以下になっても、当該結露防止機能部材を形成した部分の結露が防止できる。また、この結露防止機能部材は、当該光機能デバイス１の、腐食等による故障や劣化を抑制するだけでなく、結露による光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００２５】
また、信頼性保持機能部材１５が清浄化機能部材である場合には、当該清浄化機能部材により内部の揮発性成分が清浄化される。つまり、光透過構造であるガラス部材１４に汚れが付着することを抑制するため、当該光機能デバイス１の、内部汚れによる機能劣化や光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００２６】
図２に示す光機能デバイス２は、図１の光機能デバイス１と同様に、セラミックパッケージ２１と、ＶＣＳＥＬ２２、ＰＤ２３、ガラス部材２４、信頼性保持機能部材（図中「結露防止機能部材（清浄化機能部材）」と記載）２５からなる。本図２の例では、図１の信頼性保持機能部材１５は、信頼性保持機能部材２５として示すように、光透過構造であるガラス部材２４の上面側に、すなわち、本発明に係る光機能デバイス２の外側の一部分、あるいは全面に形成されている。つまり、図１の光機能デバイス１と相違するのは、光透過構造であるガラス部材２４の上面側、言い換えると、反射部材１７側に、信頼性保持機能部材２５が形成されている。
【００２７】
このように、図１，図２に示すように、信頼性保持機能部材１５，２５をガラス部材１４，２４の下面側（光機能デバイス１の内側）と上面側（光機能デバイス２の外側）のいずれに設けても良い。さらに、信頼性保持機能部材１５，２５を、光機能デバイス１，２の内側と外側の両面に形成しても良い。
【００２８】
また、後述の図５，図６で説明するように、信頼性保持機能部材１５，２５は、ＶＣＳＥＬ１２，２２の光出射表面、あるいは、ＰＤ１３，２３の受光面に形成されても良い。
【００２９】
この図５，図６の場合にも、信頼性保持機能部材が結露防止機能部材である場合には、図１，図２における構造と同様に、結露が防止できる。また、結露防止機能部材により、腐食等による故障や劣化の抑制、および、結露による光学特性の変化が引き起こす動作不良の抑制が可能である。また、信頼性保持機能部材が、清浄化機能部材である場合には、清浄化機能部材により内部の揮発性成分が清浄化される。これにより、ＶＣＳＥＬ１２，２２の光出射表面、あるいは、ＰＤ１３，２３の受光面に付着する汚れを抑制することができるので、内部汚れによる機能劣化や光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００３０】
特に、本発明に係る光機能デバイスにおいては、図１，図２，図５，図６における信頼性保持機能部材は、光照射により、ある波長域の光を吸収する。このことにより、光触媒として作用し、その酸化作用により、揮発性有機物等を分解し、清浄化機能部材として機能することができる。
【００３１】
これは、信頼性保持機能部材に、酸素の存在下で、光を照射することにより、その表面に活性酸素ができることによる。
【００３２】
さらに、本発明に係る光機能デバイスにおいては、信頼性保持機能部材は、光照射により、ある波長域の光を吸収する。このことにより、その表面が超親水性となり、結露を防止することができる。ここで、ある波長とは、具体的には、紫外線より、長波長となる波長のことをいう。つまり、可視光や、赤外線光などが挙げられる。特には、可視光の領域の波長において好適である。
【００３３】
これらの機能は、光触薄膜状の信頼性保持機能部材の表面に水が光吸着することによって発現する。そのため、光が照射されていないと表面の超親水性は元の状態に戻ってしまう。
【００３４】
例えば、図１，図２における光源であるＶＣＳＥＬ１２，２２から出射される光は、可視光の波長域であることが多い。また、室内光に可視光成分が多いことを加味すると、信頼性保持機能部材は、可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）や、可視光よりも長波長側を吸収する材料であることが有用である。
【００３５】
特に、光源であるＶＣＳＥＬから出射される光（すなわち波長）を吸収して、結露防止機能部材、あるいは、清浄化機能部材として機能できる材料であることが望ましい。
【００３６】
また、例えば、図１，図２における信頼性保持機能部材１５，２５は、光源であるＶＣＳＥＬ１２，２２から出射される光を吸収する場合は、光源（ＶＣＳＥＬ１２，２２）の光を遮断しないようにする必要がある。そこで、信頼性保持機能部材１５，２５の膜厚は、光源（ＶＣＳＥＬ１２，２２）の光を遮断しない程度に薄くすることが重要である。
【００３７】
このような信頼性保持機能部材の具体的な材料としては、可視光（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を吸収する材料であれば、いずれの材料も使用することができる。より具体的には、少なくともＴｉＯ２にＣｕあるいはＦｅを担持したもの、あるいは、Ｎ２ドープを行ったＴｉＯ２を構成成分とすること、ならびに、少なくともＷＯ３にＣｕあるいはＰｄを担持したものを構成成分とすることが、結露防止機能部材あるいは清浄化機能部材としての機能が大きいため、より好ましい。
【００３８】
次に、図３に示す本例の光機能デバイス３では、セラミックパッケージ３１の内部底面に、Ａｇペースト等を用いて、ＶＣＳＥＬ３２とＰＤ３３をダイボンドしている。ＶＣＳＥＬ３２の電極は、Ａｕワイヤーにより、セラミックパッケージ３１に形成された電極に接続されている。
【００３９】
セラミックパッケージ３１の上面には、エポキシ系樹脂を用いて、光透過構造であるガラス３４を接着している。本例では、ガラス３４は、２０°に傾くようにセラミックパッケージ３１を加工して接着している。
【００４０】
このガラス３４の内側の全面に、信頼性保持機能部材３５として、ＷＯ３にＣｕを０．１ｗｔ％添加した材料を形成した。このときの膜厚は１１２．５ｎｍとした。
【００４１】
ＶＣＳＥＬ３２は、その波長が４５０ｎｍのものを使用し、前述の信頼性保持機能部材３５が４５０ｎｍで吸収があることを事前に確認している。
【００４２】
そして、以下の比較例として、信頼性保持機能部材３５を設けない以外は上記と全て同じ構成にした光機能デバイスを形成した。
【００４３】
すなわち、このような構成の２つの光機能デバイスにおいて、ＶＣＳＥＬ３２からレーザ光を発振させたまま、８５℃で５００時間保持した結果は、次の通りである。信頼性保持機能部材３５がない場合には、内部の揮発性成分による汚れが、ガラス３４にわずかに付着した。それに対し、本例の信頼性保持機能部材３５がある場合は、ガラス３４に汚れが付着していなかった。
【００４４】
このように、信頼性保持機能部材３５をガラス３４の内側に形成することにより、高温で長時間保持した場合でも、セラミックパッケージ３１内部の揮発性成分（接着剤など）が清浄化される。これにより、光透過構造であるガラス３４に付着する汚れを抑制することができる。すなわち、本例の信頼性保持機能部材３５は、清浄化機能部材として機能する。
【００４５】
次に、図４に示す本例の光機能デバイス４においては、セラミックパッケージ４１の内部底面に、Ａｇペースト等を用いて、ＶＣＳＥＬ４２とＰＤ４３をダイボンドしている。ＶＣＳＥＬ４２の電極は、Ａｕワイヤーにより、セラミックパッケージ４１に形成された電極に接続されている。
【００４６】
セラミックパッケージ４１の上面にはメタルリッド４８ａがあり、低融点ガラスを用いて光透過構造であるガラス４４を接着している。ガラス４４は、２０°に傾くように接着している。
【００４７】
このガラス４４の内側および外側のそれぞれの全面に、信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂとして、ＴｉＯ２にＣｕを０．１ｗｔ％添加した材料を形成した。このときの膜厚は１１２．５ｎｍとした。
【００４８】
ＶＣＳＥＬ４２は、その波長が４５０ｎｍのものを使用する。また、前述の信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂが、４５０ｎｍで吸収があることを事前に確認している。
【００４９】
そして、以下の比較例として、信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂを設けない以外は、上記と全て同じ構成にした光機能デバイスを形成した。
【００５０】
すなわち、このような構成の２つの光機能デバイスにおいて、ＶＣＳＥＬ４２からレーザ光を発振させたまま、８５℃で湿度が８５％において、５００時間保持した後、室温に調節された外部に出した。その結果、信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂがない場合は、ガラス４４が結露した。それに対し、本例の信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂがある光機能デバイス４の場合はガラス４４が結露しなかった。
【００５１】
このように、信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂをガラス４４に形成することにより、高温高湿で長時間保持し、その後低温の場所に保持した場合でも、光透過構造であるガラスが結露することを抑制することができる。すなわち、本例では、信頼性保持機能部材４５ａ，４５ｂは、結露防止機能部材として機能する。
【００５２】
次に、図５に示す本例の光機能デバイス５は、図４における光機能デバイス４と同様に、セラミックパッケージ５１と、ＶＣＳＥＬ５２、ＰＤ５３、ガラス部材５４、信頼性保持機能部材５５ａからなる。特に、本図５の例では、信頼性保持機能部材５５ａとは別に、ＶＣＳＥＬ５２の上面に、信頼性保持機能部材５５ｂが形成されている。
【００５３】
このように、図５においても、セラミックパッケージ５１の内部底面にＡｇペースト等を用いてＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）５２と、ＰＤ５３をダイボンドしており、ＶＣＳＥＬ５２の電極は、Ａｕワイヤーにより、セラミックパッケージ５１に形成された電極に接続されている。
【００５４】
そして、セラミックパッケージ５１の上面には、エポキシ系樹脂を用いて光透過構造であるガラス５４を接着している。ガラス５４は、２０°に傾くように、セラミックパッケージ５１を加工して接着している。
【００５５】
本図５の例では、ガラス５４の内側全面とＶＣＳＥＬ５２のそれぞれの表面に、信頼性保持機能部材５５ａ，５５ｂとして、ＷＯ３にＣｕを０．１ｗｔ％添加した材料を形成している。また、このときの膜厚は１１２．５ｎｍとしている。
【００５６】
ＶＣＳＥＬ５２は、その波長が４５０ｎｍのものを使用し、前述の信頼性保持機能部材５５ａ，５５ｂが４５０ｎｍで吸収があることを事前に確認している。
【００５７】
そして、以下の比較例として、信頼性保持機能部材を設けない以外は、上記と全て同じ構成にした光機能デバイスを形成した。
【００５８】
すなわち、このような構成の２つの光機能デバイスにおいて、ＶＣＳＥＬ５２からレーザ光を発振させたまま、８５℃で５００時間保持した。その結果、信頼性保持機能部材５５ａ，５５ｂがない場合は、内部の揮発性成分による汚れがガラスおよびＶＣＳＥＬ表面にわずかに付着した。それに対し、本例の信頼性保持機能部材５５ａ，５５ｂがある場合は、ガラスおよびＶＣＳＥＬ表面に汚れが付着していなかった。すなわち、本例の信頼性保持機能部材５５ａ，５５ｂは、清浄化機能部材として機能している。
【００５９】
このように、信頼性保持機能部材５５ａ，５５ｂを、ガラス５４の内側およびＶＣＳＥＬ５２の表面に形成することにより、清浄化機能部材として機能し、高温で長時間保持した場合でも、内部の揮発性成分が清浄化され、光透過構造であるガラスおよび光源であるＶＣＳＥＬに付着する汚れを抑制することができる。
【００６０】
次に、図６に示す本例の光機能デバイス６は、図５における光機能デバイス５と同様に、セラミックパッケージ６１と、ＶＣＳＥＬ６２、ＰＤ６３、ガラス部材６４、信頼性保持機能部材６５ａからなる。本図６の例では、信頼性保持機能部材６５ａとは別に、ＰＤ６３の上面に、信頼性保持機能部材６５ｂが形成されている。
【００６１】
このように、図６においても、セラミックパッケージ６１の内部底面に、Ａｇペースト等を用いて、ＶＣＳＥＬ６２と、ＰＤ６３をダイボンドし、ＶＣＳＥＬ６２の電極は、Ａｕワイヤーにより、セラミックパッケージ６１に形成された電極に接続されている。
【００６２】
そして、セラミックパッケージ６１の上面には、エポキシ系樹脂を用いて光透過構造であるガラス６４を接着している。このガラス６４は、２０°に傾くように、セラミックパッケージ６１を加工して接着している。
【００６３】
本図６の例では、ガラス６４の内側全面とＰＤ６２のそれぞれの表面に、信頼性保持機能部材として、ＷＯ３にＣｕを０．１ｗｔ％添加した材料を形成した。このときの膜厚は１１２．５ｎｍとした。
【００６４】
ＶＣＳＥＬ６２は、その波長が４５０ｎｍのものを使用し、前述の信頼性保持機能部材６５ａ，６５ｂが４５０ｎｍで吸収があることを事前に確認している。
【００６５】
そして、以下の比較例として、信頼性保持機能部材６５ａ，６５ｂを設けない以外は上記と全て同じ構成にした光機能デバイスを形成した。
【００６６】
すなわち、ＶＣＳＥＬ６２からレーザ光を発振させたまま、８５℃で５００時間保持した。その結果、信頼性保持機能部材６５ａ，６５ｂがない場合は、内部の揮発性成分による汚れがガラスおよびＰＤ表面にわずかに付着した。それに対し、本例の信頼性保持機能部材６５ａ，６５ｂがある場合は、ガラスおよびＰＤ表面に汚れが付着していなかった。すなわち、本例の信頼性保持機能部材６５ａ，６５ｂは、清浄化機能部材として機能している。
【００６７】
このように、信頼性保持機能部材６５ａ，６５ｂを、清浄化機能部材として、ガラス６４の内側およびＰＤ６２の表面に形成することにより、高温で長時間保持した場合でも、内部の揮発性成分が清浄化され、光透過構造であるガラス６４および光検出機能素子であるＰＤ６３に付着する汚れを抑制することができる。
【００６８】
次に、図７を用いて、上述した本例の光機能デバイスを用いた光学式エンコーダについて説明する。
【００６９】
図７に示す光学式エンコーダは、特許文献３（特開２０１０−２３０４０９号公報）において示されるものが挙げられる。本例の光学式エンコーダは、大きく分けて基板７１と、光源としてのベアチップであるベアＬＥＤ（以下、単にＬＥＤと呼ぶ）７２と、光透過部材７３と、所定ピッチのＰＤアレイ７４１を有する光検出器７４と、光透過性樹脂７６と、所定ピッチの第２格子７７１を有するスケール７７と、の６つの部分からなる。
【００７０】
図７において、光透過部材７３は発光部としてのＬＥＤ７２のスケール７７側の面に直接実装されている。
【００７１】
基板７１と、基板７１上に配置されたＬＥＤ７２と、ＬＥＤ７２上に配置された光透過部材７３と、基板７１上に配置された光検出器７４とは検出ヘッドとして一体に構成されている。この検出ヘッドの上部は屈折率ｎの光透過性樹脂７６により全体的かつ一体的に覆われている、すなわち光透過性樹脂７６内に埋め込まれている。
【００７２】
光透過部材７３は、ＬＥＤ７２側の面には所定ピッチの第１格子７３１を有し、スケール７７側の面には半径がＲの円形の開口絞り７３２を有する。また、光透過部材７３の光検出器７４側の側面は光伝達抑制部材により遮光されている。
【００７３】
そして、光透過性樹脂７６の上部は、図１に示す信頼性保持機能部材１５を有するガラス部材１４が設けられている。
【００７４】
このような封止した構成とすることにより、本例の光学式エンコーダは、迷光によるエンコーダ信号の劣化や外部への影響を低減することができると共に、光透過性樹脂７６の上部のガラス部材に設けた信頼性保持機能部材により、例えば、結露抑制機能部材としての当該信頼性保持機能部材を付着させた部分の結露を抑えることができ、腐食等による故障や劣化を抑制することができ、かつ、結露による光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００７５】
また、例えば、クリーニング機能部材としての当該信頼性保持機能部材により、内部の揮発性成分がクリーニングされ、光透過構造やその他の機能部分に対する汚れの付着を抑えることができ、内部汚れによる機能劣化や、光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【００７６】
このような結露抑制機能部材およびクリーニング機能部材としての当該信頼性保持機能部材を設けることにより、光学式エンコーダの性能の向上を図ることができる。
【００７７】
次に、図８を用いて、図７に例示した光学式エンコーダを用いた光走査装置について説明する。
【００７８】
図８に示す光走査装置１０１０は、偏向器側走査レンズ６１１ａ、像面側走査レンズ６１１ｂ、ポリゴンミラー６１３、光源６１４、カップリングレンズ６１５、開口板６１６、シリンドリカルレンズ６１７、反射ミラー６１８、および走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、ハウジング６３０の中の所定位置に組み付けられている。
【００７９】
以下、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述して説明する。
【００８０】
カップリングレンズ６１５は、光源６１４から出力された光束を略平行光とする。開口板６１６は、開口部を有し、カップリングレンズ６１５を介した光束のビーム径を規定する。シリンドリカルレンズ６１７は、開口板６１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー６１８を介してポリゴンミラー６１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。
【００８１】
光源６１４とポリゴンミラー６１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本例では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ６１５と開口板６１６とシリンドリカルレンズ６１７と反射ミラー６１８とから構成されている。
【００８２】
ポリゴンミラー６１３は、一例として内接円の半径が１８ｍｍの６面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー６１３は、副走査対応方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー６１８からの光束を偏向する。
【００８３】
偏向器側走査レンズ６１１ａは、ポリゴンミラー６１３で偏向された光束の光路上に配置されている。像面側走査レンズ６１１ｂは、偏向器側走査レンズ６１１ａを介した光束の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ６１１ｂを介した光束が、感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。
【００８４】
この光スポットは、ポリゴンミラー６１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
【００８５】
ポリゴンミラー６１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本例では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ６１１ａと像面側走査レンズ６１１ｂとから構成されている。
【００８６】
尚、偏向器側走査レンズ６１１ａと像面側走査レンズ６１１ｂの間の光路上、および像面側走査レンズ６１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。
【００８７】
本例では、図７に示す光学式エンコーダを、ポリゴンミラー６１３の回転角度の計測に用いる。このように、本例では、図７に示す光学式エンコーダ、すなわち、結露を抑えて腐食等による故障や劣化を抑制することができ、かつ、結露による光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができ、さらに、内部汚れによる機能劣化や、光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる、高性能な光学式エンコーダを用いることにより、ポリゴンミラー６１３の回転角度の計測をより高精度に行うことができる。その結果、光走査装置の性能の向上を図ることができる。
【００８８】
このような光走査装置は、例えば、次の図９に示す画像形成装置（カラープリンタ）における光走査装置２０１０としても用いることができる。
【００８９】
以下、図９を用いて、図７に例示した光学式エンコーダを具備した図８に示す光走査装置を用いた画像形成装置としてのカラープリンタについて説明する。
【００９０】
図８に示すカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用のステーション（感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、および転写装置Ｋ６）と、シアン用のステーション（感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、および転写装置Ｃ６）と、マゼンタ用のステーション（感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、および転写装置Ｍ６）と、イエロー用のステーション（感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、および転写装置Ｙ６）と、図８に例示した光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。
【００９１】
各感光体ドラムは、図８中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、それぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。
【００９２】
そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。
【００９３】
この光走査装置２０１０は、図７に示す光学式エンコーダをポリゴンミラー６１３の回転角度の計測に用いているので高性能化されており、この高性能な光走査装置２０１０を設けることにより、画像形成装置としてのカラープリンタ２０００自体の性能の向上も図ることができる。
【００９４】
さらに、本例の画像形成装置としてのカラープリンタ２０００においては、図９（ｂ）に示すように、図７に示す光学式エンコーダと同じ構成の光学式エンコーダ２１１２を用いて、転写ベルト２０８０の蛇行制御を行う蛇行検出部を構成している。
【００９５】
本例では、転写ベルト２０８０の表面に三角形のマーク２１１１を配設し、光学式エンコーダ２１１２でマークを読み取り、その信号の時間ｔ１、ｔ２から当該ベルトの寄り方向の変位を計測する。
【００９６】
このように、本発明に係る高性能な光学式エンコーダ２１１２を用いこれにより、転写ベルト２０８０の蛇行制御を高精度に行うことができ、画像形成装置としてのカラープリンタ２０００の性能の向上を図ることができる。
【００９７】
尚、本発明は、図１〜図９を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、図９の例では、光走査装置と転写ベルトに対して図７に例示した光学式エンコーダを用いているが、この光学式エンコーダを、図９における画像形成装置としてのカラープリンタにおける各ローラの傾き調整装置や、各感光体ドラムの回転位置計測などにも用いることができる。
【００９８】
また、図１〜図９においては、本発明に係る光機能デバイスを用いた例として、反射式の光学式エンコーダを説明しているが、本発明に係る光機能デバイスを、透過式の光検知装置に用いることでも良い。すなわち、本発明に係る光機能デバイスは、図１におけるＰＤ（光検出機能素子）１３およびＶＣＳＥＬ（光源）１２からなる光機能素子のそれぞれを、個別に、ガラス部材１４に信頼性保持機能部材１５を設けたセラミックパッケージ１１に内に封止し、ＶＣＳＥＬ１２から出射された光をＰＤ１３側で検知する構成とすることでも良い。
【００９９】
以上、図１〜図９を用いて説明したように、本例の光機能デバイスは、ＰＤ（光検出機能素子）１３，２３，３３，４３，５３，６３およびＶＣＳＥＬ（光源）１２，２２，３２，４２，５２，６２のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子と、光機能素子を内部に収納して封止する封止構造を有すると共に、外部と光機能素子（ＰＤ１３〜６３、ＶＣＳＥＬ１２〜６２）との間で光を透過可能とするための光透過構造（ガラス部材１４，２４，３４，４４，５４，６４）を有するパッケージ（セラミックパッケージ１１，２１，３１，４１，５１，６１）と、このパッケージの光透過構造の表面に薄膜状に形成される、可視光を吸収する材料からなる、結露防止機能部材および清浄化機能部材の少なくとも一方の機能を含む透過性の信頼性保持機能部材１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ、６５ａ，６５ｂを有する。
【０１００】
また、図５，図６に示すように、信頼性保持機能部材５５ｂ，６５ｂを、ＰＤ（光検出機能素子）５３，６３およびＶＣＳＥＬ（光源）５２，６２のうちの少なくとも一方の機能を含む光機能素子に設ける。
【０１０１】
尚、信頼性保持機能部材（１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ、６５ａ，６５ｂ）は、光機能素子に含まれる光源（ＶＣＳＥＬ１２〜６２）からの光を吸収する材料からなる。
【０１０２】
例えば、信頼性保持機能部材（１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ、６５ａ，６５ｂ）は、ＴｉＯ２にＣｕもしくはＦｅのいずれかを担持してものを構成成分として有する。
【０１０３】
あるいは、信頼性保持機能部材（１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ、６５ａ，６５ｂ）は、Ｎ２ドープを行ったＴｉＯ２を構成成分として有する。
【０１０４】
あるいは、信頼性保持機能部材（１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ、６５ａ，６５ｂ）は、Ｗ０３にＣｕもしくはＰｄのいずれかを担持してものを構成成分として有する。
【０１０５】
そして、このような光機能素子デバイスを用いて、図７に例示する本発明に係る光学式エンコーダを構成し、この光学式エンコーダを用いて、図８に例示する光走査装置を構成し、この光走査装置を用いて図９に例示する画像形成装置としてのカラープリンタを構成する。
【０１０６】
また、本例の光学式エンコーダは、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器や、液晶ＴＶやＤＶＤ等の電化製品など、多くの電気機器に用いることができる。
【０１０７】
このように、光機能デバイスにおいて、封止構造内部の所定部分あるいは光透過構造であるガラス部材の外側に、可視光を吸収できる結露防止機能、あるいは、清浄化機能を有する信頼性保持機能部材を備えることにより、結露による光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができ、また、内部汚れによる機能劣化や光学特性の変化が引き起こす動作不良を抑制することができる。
【０１０８】
また、このような光機能デバイスを用いることで、当該光機能デバイスを用いる光学式エンコーダや光走査装置、デジタル複写機やプリンタ等の画像形成装置、携帯電話やデジタルカメラ等の電子機器、液晶ＴＶやＤＶＤ等の電化製品など、多くの電気機器の性能の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１１，２１，３１，４１，５１，６１：セラミックパッケージ、１２，２２，３２，４２，５２，６２：ＶＣＳＥＬ（面発光レーザ）、１３，２３，３３，４３，５３，６３：ＰＤ（光検出機能素子）、１４，２４，３４，４４，５４，６４：ガラス部材、１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５ａ，５５ｂ，６５ａ，６５ｂ：信頼性保持機能部材（結露防止機能部材／清浄化機能部材）、１６，２６，３６，４６，５６，６６：レーザ光、１７，２７：反射部材、４８ａ，４８ｂ：メタルリッド、７１：基板、７２：ＬＥＤ（ベアＬＥＤ）、７３：光透過部材、７４：光検出器、７６：光透過性樹脂、７７：スケール、７３１：第１格子、７３２：開口絞り、７４１：ＰＤアレイ、７７１：第２格子、６１１ａ：偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、６１１ｂ：像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、６１３：ポリゴンミラー（光偏向器）、６１４：光源、６１５：カップリングレンズ、６１６：開口板、６１７：シリンドリカルレンズ、６１８：反射ミラー、６３０：ハウジング、１０１０：光走査装置、１０３０：感光体ドラム（像担持体）、２０００：カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０：光走査装置、２０３０：定着ユニット、２０８０：転写ベルト、ＬＡ：面発光レーザアレイ、Ｋ１：感光体ドラム（ブラック用）、Ｋ２：帯電装置（ブラック用）、Ｋ４：現像装置（ブラック用）、Ｋ５：クリーニングユニット（ブラック用）、Ｋ６：転写装置（ブラック用）、Ｃ１：感光体ドラム（シアン用）、Ｃ２：帯電装置（シアン用）、Ｃ４：現像装置（シアン用）、Ｃ５：クリーニングユニット（シアン用）、Ｃ６：転写装置（シアン用）、Ｍ１：感光体ドラム（マゼンタ用）、Ｍ２：帯電装置（マゼンタ用）、Ｍ４：現像装置（マゼンタ用）、Ｍ５：クリーニングユニット（マゼンタ用）、Ｍ６：転写装置（マゼンタ用）、Ｙ１：感光体ドラム（イエロー用）、Ｙ２：帯電装置（イエロー用）、Ｙ４：現像装置（イエロー用）、Ｙ５：クリーニングユニット（イエロー用）、Ｙ６：転写装置（イエロー用）、７１：セラミックパーケージ、７２：Ａｇペースト、７３：ＩＣチップ、７４：電極ランド、７５：光源、７６：上部電極、７７：電極パッド、７８：Ａｕワイヤー、７９：電極、８０：フォトディテクタ（ＰＤ）、８１：樹脂接着剤、８２：ガラス部材、８３：レーザビーム、８４：レーザビーム、８５：検出対象物、８７：信頼性保持機能部材。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特許第４５７６０１３号公報
【特許文献２】特許第４０５９７１６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３０４０９号公報
【図１】
2012194162.tif 000003
【図２】
2012194162.tif 000004
【図３】
2012194162.tif 000005
【図４】
2012194162.tif 000006
【図５】
2012194162.tif 000007
【図６】
2012194162.tif 000008
【図７】
2012194162.tif 000009
【図８】
2012194162.tif 000010
【図９】
2012194162.tif 000011
【図１０】
2012194162.tif 000012