(57)【要約】【課題】安定した偏光方向を有する面発光型半導体レーザーを提供する。【解決手段】半導体基板の表面上に、下部反射鏡と、半導体材料により構成される活性層と、形成された半導体膜の一部の領域を酸化することにより電流狭窄構造が形成される選択酸化層と、上部反射鏡と、半導体基板には下部電極が、上部反射鏡には上部電極が形成されており、上部電極と下部電極の間に電流を流すことにより、半導体基板面に対し垂直にレーザー光を発する面発光型半導体レーザーにおいて、半導体基板上における少なくとも活性層と選択酸化層と上部反射鏡においてメサ構造が形成されており、メサ構造の平面形状の回転対称性は１回対称のみであることを特徴とする面発光型半導体レーザーを提供することにより上記課題を解決する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面上に、異なる屈折率の半導体膜を交互に積層することにより形成される下部反射鏡と、
前記下部反射鏡上において、半導体材料により構成される活性層と、
前記活性層上において、形成された半導体膜の一部の領域を酸化することにより電流狭窄構造が形成される選択酸化層と、
前記選択酸化層上において、異なる屈折率の半導体膜を交互に積層することにより形成される上部反射鏡と、
前記半導体基板には下部電極が、前記上部反射鏡には上部電極が接続されており、前記上部電極と前記下部電極の間に電流を流すことにより、前記半導体基板面に対し垂直にレーザー光を発する面発光型半導体レーザーにおいて、
前記半導体基板上における少なくとも前記活性層と前記選択酸化層と前記上部反射鏡においてメサ構造が形成されており、前記メサ構造の平面形状の回転対称性は１回対称のみであることを特徴とする面発光型半導体レーザー。
【請求項２】
前記半導体基板は、（１００）面から（１１１）Ａ面方向に傾斜させた面を表面とするものであることを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項３】
前記半導体基板は、（１００）面から（１１１）Ａ面方向に５〜２０°傾斜させた面を表面とするものであることを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項４】
前記選択酸化層は、前記上部反射鏡、前記活性層よりも、Ａｌを多く含む材料により形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項５】
前記メサ構造の平面形状は、鏡像対称であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項６】
前記メサ構造の平面形状は、台形であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の面発光面発光型半導体レーザー。
【請求項７】
前記メサ構造の平面形状は、六角形であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項８】
前記メサ構造の平面形状は、四角形の少なくとも一辺に凸部が形成された形状であることを特徴とする１から５のいずれかに記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項９】
前記メサ構造の平面形状は、四角形の少なくとも一辺に凹部が形成された形状であることを特徴とする１から５のいずれかに記載の面発光型半導体レーザー。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の面発光型半導体レーザーが、同一半導体基板上に複数配列されていることを特徴とする面発光型半導体レーザーアレイ。
【請求項１１】
請求項１０に記載される面発光型半導体レーザーアレイと、
少なくとも一つの像担持体と、
前記面発光型半導体レーザーアレイから発せられた光を前記担持体に照射するための光学系と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定方向に安定的に偏光された面発光型半導体レーザー、面発光型半導体レーザーアレイ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）は、形成される基板に対し垂直方向に光を出射する半導体レーザーであり、端面発光型半導体レーザーに比べて低コストで、高性能であるため、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、レーザープリンター等の画像形成装置の光源等の用途に用いられている。
【０００３】
このような用途に用いられる面発光型半導体レーザーの特性としては、活性層の利得が大きく低閾値・高出力であって、信頼性に優れ、偏光方向が制御されたものが要求されている。
【０００４】
通常、面発光型半導体レーザーは、ＧａＡｓ基板上に半導体膜を積層することにより形成される。具体的には、ＧａＡｓからなる量子井戸活性層の両側にＡｌＧａＡｓからなるクラッド層、更には、ＡｌＧａＡｓとＡｌＡｓからなる膜を交互に積層することにより形成される半導体多層膜からなる反射鏡（ＤＢＲ）から構成されており、光が出射される方向のクラッド層と反射鏡の間に電流狭窄層を形成することにより高性能化を図っている。
【０００５】
しかしながら、このような構造の面発光型半導体レーザーは、端面発光型半導体レーザーと比べて、偏光制御が困難であり、製造上のプロセスの偶発的な変動に依存する場合や、同一基板上においても異なる場合が多く、一定の偏光方向を有するものを安定的に得ることは困難である。即ち、面発光レーザーは、端面発光型レーザーと比べて、空洞長は短く、光放射ための開口部は比較的大きいことから、偏光の安定性は困難となるのである。
【０００６】
また、レーザープリンター等の画像形成装置における画像形成用の光源として、面発光型半導体レーザーを使用する場合には、偏光方向が異なることにより光走査を行うためのポリゴンミラーにおける反射率が異なり、光利用効率の低下や、安定した画像の書き込みができなくなるといった問題点を有している。このため面発光型レーザーにおいては、偏光方向を安定させるための検討がなされている。
【０００７】
特許文献１では、活性層の形状を偏菱形の形状とすることにより、偏光方向の制御を行う発明が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２では、傾斜基板を用いることにより偏光の制御を行う方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−３０２９１１号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されているようなメサ構造を基板面における形状では、十分な偏光抑制比が得ることができず、偏光の安定性に乏しいといった問題点を有していた。
【００１０】
又、特許文献２に記載された方法では、面発光型半導体レーザーの製造を行う際に、外部応力が加えられると偏光方向が変わってしまう場合があり、安定性が十分とはいえず、より偏光抑圧比の高い面発光型半導体レーザーが望まれている。
【００１１】
本発明は、このような問題に対しなされたものであり、面発光型半導体レーザーにおいて偏光の制御を可能にすると共に、偏光抑圧比が高い面発光型半導体レーザー、及びこの面発光型半導体レーザーを用いた面発光型半導体レーザーアレイ及び画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体基板の表面上に、異なる屈折率の半導体膜を交互に積層することにより形成される下部反射鏡と、前記下部反射鏡上において、半導体材料により構成される活性層と、前記活性層上において、形成された半導体膜の一部の領域を酸化することにより電流狭窄構造が形成される選択酸化層と、前記選択酸化層上において、異なる屈折率の半導体膜を交互に積層することにより形成される上部反射鏡と、前記半導体基板には下部電極が、前記上部反射鏡には上部電極が接続されており、前記上部電極と前記下部電極の間に電流を流すことにより、前記半導体基板面に対し垂直にレーザー光を発する面発光型半導体レーザーにおいて、前記半導体基板上における少なくとも前記活性層と前記選択酸化層と前記上部反射鏡においてメサ構造が形成されており、前記メサ構造の平面形状の回転対称性は１回対称のみであることを特徴とする。
【００１３】
又、本発明は、前記半導体基板は、（１００）面から（１１１）Ａ面方向に傾斜させた面を表面とするものであることを特徴とする。
【００１４】
又、本発明は、前記半導体基板は、（１００）面から（１１１）Ａ面方向に５〜２０°傾斜させた面を表面とするものであることを特徴とする。
【００１５】
又、本発明は、前記選択酸化層は、前記上部反射鏡、前記活性層よりも、Ａｌを多く含む材料により形成されていることを特徴とする。
【００１６】
又、本発明は、前記メサ構造の平面形状は、鏡像対称であることを特徴とする。
【００１７】
又、本発明は、前記メサ構造の平面形状は、台形であることを特徴とする。
【００１８】
又、本発明は、前記メサ構造の平面形状は、六角形であることを特徴とする。
【００１９】
又、本発明は、前記メサ構造の平面形状は、四角形の少なくとも一辺に凸部が形成された形状であることを特徴とする。
【００２０】
又、本発明は、前記メサ構造の平面形状は、四角形の少なくとも一辺に凹部が形成された形状であることを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、前記面発光型半導体レーザーが、同一半導体基板上に複数配列されていることを特徴とする。
【００２２】
又、本発明は、前記面発光型半導体レーザーアレイと、少なくとも一つの像担持体と、前記面発光型半導体レーザーアレイから発せられた光を前記担持体に照射するための光学系と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、特定方向に傾斜した傾斜基板を用いて、メサ構造を所定の形状にすることにより、面発光型半導体レーザーの偏光制御を可能にすると共に、偏光抑圧比の高い面発光レーザーを提供することができる。これにより、緻密で繊細な画像形成可能な画像形成装置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】
【００２４】
次に、本発明を実施するための最良の形態について、以下に説明する。
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
本発明に係る第１の実施の形態は、面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）の構造に関するものである。図１に基づき本実施の形態について説明する。
【００２６】
具体的には、本実施の形態における面発光型半導体レーザーは、ｎ−ＧａＡｓ基板１１上にＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法又はＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法によって膜を積層することのより形成される。用いられるｎ−ＧａＡｓ基板１１は、面方位（１１１）Ａ面方向に１５°傾斜させた（１００）面の基板が用いられる。このような面方向の傾斜した傾斜基板を用いることにより、ｎ−ＧａＡｓ基板１１に異方性を持たせることにより、偏光制御を確実に行うことが可能になる。
【００２７】
このｎ−ＧａＡｓ基板１１上に、下部反射鏡１２を形成する。この下部反射鏡１２は、半導体多層膜反射鏡（ＤＢＲ）であり、ｎ−ＡｌＧａＡｓからなる低屈折率層とｎ−ＧａＡｓからなる高屈折率層とを交互に積層することにより形成されている。低屈折率層、高屈折率層の各々の膜厚は、発振波長をλとした場合に、光学的な膜厚がλ／４となるように形成されており、下部反射鏡１２は、低屈折率層と高屈折率層の組み合わせによる積層膜を３５．５ペア積層することにより形成される。
【００２８】
次に、下部反射鏡１２上に下部スペーサ層１３を形成する。下部スペーサ層１３は、ＧａＡｓにより形成される層である。
【００２９】
次に、下部スペーサ層１３上にＴＱＷ（三重量子井戸）活性層１４を形成する。このＴＱＷ活性層１４は、ＧａＩｎＡｓからなる層と、ＧａＡｓからなる層とを有している。
【００３０】
次に、ＴＱＷ活性層１４上に上部スペーサ層１５を形成する。この上部スペーサ層１５は、ＧａＡｓにより形成される層である。
【００３１】
次に、上部スペーサ層１５上に、選択酸化層１６を形成する。この選択酸化層１６はＡｌＡｓにより形成されており、後述するようにメサ構造を形成した後、側面からの酸化を行うことにより、酸化領域３２と電流狭窄領域３３が形成される。
【００３２】
次に、選択酸化層１６上に、上部反射鏡１７を形成する。この上部反射鏡１７は、半導体多層膜反射鏡（ＤＢＲ）であり、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなる低屈折率層と、ｐ−ＧａＡｓからなる高屈折率層とを交互に積層することにより形成されている。低屈折率層、高屈折率層の各々の膜厚は、発振波長をλとした場合に、光学的な膜厚がλ／４となるように形成されており、上部反射鏡１７は、低屈折率層と高屈折率層の組み合わせによる積層膜を２６．５ペア積層することにより形成される。
【００３３】
次に、上部反射層１７上に、コンタクト層１８を形成する。このコンタクト層１８は、ｐ−ＧａＡｓからなるものである。
【００３４】
尚、ＭＯＣＶＤ法により半導体膜を積層形成する場合には、ＩＩＩ族の原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用い、Ｖ族の原料としては、アルシン（ＡｓＨ３）ガスを用いる。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ４）を用い、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）を用いている。
【００３５】
この後、このようにＧａＡｓ基板１１上に半導体膜を積層したものについてメサ構造を形成する。このようにメサ構造を形成する理由は、レーザー発振をさせるために、ＴＱＷ活性層１４近傍に電流と光を閉じこめる必要があること、及び、高速変調を行う際に問題となる寄生容量を低減させるためである。
【００３６】
具体的には、積層された半導体膜上、即ち、コンタクト層１８上にフォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、現像を行うことにより、コンタクト層１８上にレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、形成されるメサ構造と同じ形状のものである。この後、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のドライエッチングを行うことにより、レジストパターンの形成されていない領域の半導体膜を除去し、メサ構造を形成する。このドライエッチングによる半導体膜の除去は、下部スペーサ層１３が除去されるまで、即ち、下部反射鏡１２の表面が露出するまで行われる。この後、レジストパターンを除去する。本実施の形態では、図２に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の基板面における平面形状が台形となるようなメサ構造３１の形成を行った。
【００３７】
尚、本実施の形態では、垂直なメサ構造を得やすいこと、メサ構造の形状の寸法精度が高いこと、エッチング中にプラズマ発光分光分析を行うことにより、エッチングされている層をリアルタイムで観測できること等の理由により、ドライエッチング法によりメサ構造の形成を行ったが、ウエットエッチング法によってもメサ構造を形成することが可能である。
【００３８】
次に、半導体膜にメサ構造３１の形成されたものを３００〜４００〔℃〕の水蒸気中で熱処理を行うことにより、メサ構造３１の側面に露出している選択酸化層１６であるＡｌＡｓを部分的に酸化する。この酸化はメサ構造の側面に露出している選択酸化層１６の周囲より内側に向かい酸化するものであり、この酸化により選択酸化層１６において、酸化されている領域（酸化領域）３２と酸化されていない領域（電流狭窄領域）３３が形成され、酸化されていない領域（電流狭窄領域）３３に電流が集中して流れるような構成となる。尚、この選択酸化層１６は、電流狭窄層とも称する。
【００３９】
この電流狭窄領域３３の形状は、上述のようなメサ構造３１の側面からの酸化により形成されるものであるため、メサ構造３１の平面形状を反映した形状となる。本実施の形態では、メサ構造３１の平面形状は、台形であるため、電流狭窄領域３３もこの形を反映させた形状に形成される。
【００４０】
次に、メサ構造の側面を覆うように、パッシベーション膜となる保護膜１９を形成する。この保護膜１９は、ＳｉＯ２により構成されるものである。
【００４１】
次に、コンタクト層１８上にｐ側電極２０を形成する。
【００４２】
次に、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の裏面を所定の厚さになるまで研磨した後、ｎ側電極２１を形成する。本実施の形態では、ｎ−ＧａＡｓ基板１１の裏面は厚さが、約１００〔μｍ〕になるまで研磨した後、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕを積層した膜からなるｎ側電極２１を形成する。尚、ｐ側電極２０、ｎ側電極２１は、真空蒸着又はスパッタリングにより形成される。
【００４３】
本実施の形態では、傾斜基板を用いメサ構造の平面形状を台形とすることにより、高い偏光抑圧比の面発光型半導体レーザーを得ることができる。尚、本実施の形態では、メサ構造の平面形状を台形としたものについて説明したが、偏光方向は、メサ構造の平面形状に依存するものであり、特に傾斜基板を用いた場合であって、メサ構造の平面形状の回転対称性が一回対称のみとなる形状とすることにより、偏光方向が定まりやすくなる。これにより、高い偏光抑圧比をえることができ、一定方向に安定的に偏光した面発光型半導体レーザーを得ることができる。
【００４４】
〔第２の実施の形態〕
本発明に係る第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、基板面において、第１の実施の形態と異なるメサ構造の形状を有する面発光型半導体レーザー（ＶＣＳＥＬ）に関するものである。
【００４５】
本発明は、傾斜基板上において、メサ構造の平面形状が一回対称のみとなるものを形成することにより、高い偏光抑圧比の面発光型半導体レーザーを得ることができる。
【００４６】
具体的には、図３に示すように、傾斜基板上において、メサ構造の平面形状４１が、台形を二つ組み合わせたような六角形の形状であって、回転対称性が一回対称のみとなる形状であれば偏光制御が可能である。一回対称のみの形状であれば、選択酸化層の酸化により形成される電流狭窄領域４３に形状異方性が生じ、偏光方向が定まるからである。
【００４７】
また、図４（ａ）に示すように、傾斜基板上において、メサ構造の平面形状５１が、四角形の一辺に凸状部が形成された形状であっても、偏光制御が可能である。このような形状は、一回対称のみの図形であることから、選択酸化層の酸化により形成される電流狭窄領域５３に形状異方性が生じ、偏光方向が定まるからである。
【００４８】
また、図４（ｂ）に示すように、傾斜基板上において、メサ構造の平面形状６１は、四角形の一辺に凹状部が形成された形状であっても、偏光制御が可能である。このような形状は、一回対称のみの図形であることから、選択酸化層の酸化により形成される電流狭窄領域６３に形状異方性が生じ、偏光方向が定まるからである。
【００４９】
また、図４（ｃ）に示すように、傾斜基板上において、メサ構造の平面形状７１は、四角形の一辺に凸形状、他の一辺に凹状部が形成された形状であっても、偏光制御が可能である。このような形状は、一回対称のみの図形であることから、選択酸化層の酸化により形成される電流狭窄領域７３に形状異方性が生じ、偏光方向が定まるからである。
【００５０】
〔第３の実施の形態〕
本発明に係る第３の実施の形態は、本発明に係る面発光型半導体レーザーを光源として用いた画像形成装置である。本実施の形態について、図５に基づいて説明する。
【００５１】
本実施の形態に係る画像形成装置であるレーザープリンターは、光走査装置１００、感光体ドラム１０１、帯電チャージャ１０２、現像ローラ１０３、トナーカートリッジ１０４、クリーニングブレード１０５、給紙トレイ１０６、給紙コロ１０７、レジストローラ対１０８、定着ローラ１０９、排紙トレイ１１０、転写チャージャ１１１、排紙ローラ１１２及び除電ユニット１１４等を備えている。
【００５２】
具体的には、感光体ドラム１０１の回転方向において、帯電チャージャ１０２、現像ローラ１０３、転写チャージャ１１１、除電ユニット１１４及びクリーニングブレード１０５の順に、感光体ドラム１０１の近傍に配置されている。
【００５３】
感光体ドラム１０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム１０１は、図に示すように、時計回りで回転するように構成されている。帯電チャージャ１０２は、感光体ドラム１０１の表面を均一に帯電させる機能を有するものである。
【００５４】
光走査装置１００は、帯電チャージャ１０２により帯電された感光体ドラム１０１の表面に、パソコン等の上位装置からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。この光の照射により感光体ドラム１０１の表面には、画像情報に応じた潜像が形成される。感光体ドラム１０１の表面において潜像の形成された領域は、感光体ドラム１０１が回転することにより、現像ローラ１０３の設けられている方向に移動する。尚、光走査装置１００の詳細については後述する。
【００５５】
トナーカートリッジ１０４には、トナーが格納されており、このトナーは現像ローラ１０３に供給される。現像ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０４から供給されたトナーを付着させて、感光体ドラム１０１の表面において画像情報を顕像化させる。この後、感光体ドラム１０１が回転することにより、感光体ドラム１０１の表面の潜像にトナーが付着している領域は、転写チャージャ１１１の設けられている方向に移動する。
【００５６】
給紙トレイ１０６には記録紙１１３が格納されている。この給紙トレイ１０６の近傍には、給紙コロ１０７が配置されており、この給紙コロ１０７は、記録紙１１３を給紙トレイ１０６から一枚ずつ取り出し、レジストローラ対１０８に搬送する。このレジストローラ対１０８は、転写チャージャ１１１の近傍に配置されており、給紙コロ１０７によって取り出された記録し１１３を一旦保持するとともに、この記録紙１１３を感光体ドラム１０１の回転に合わせて感光体ドラム１０１と転写チャージャ１１１との間隙に向けて送り出す。
【００５７】
転写チャージャ１１１には、感光体ドラム１０１の表面上のトナーを電気的に記録紙１１３に引きつけるため、感光体１０１の表面上のトナーとは逆極性の電荷が印加されている。この電荷により感光体ドラム１０１の表面上のトナーは、記録紙１１３に転写され、即ち、トナーにより形成される画像が記録紙１１３に転写される。この後、記録紙１１３は、定着ローラ１０９に送られる。
【００５８】
定着ローラ１０９では、熱と圧力とが記録紙１１３に加えられ、これによって、トナーが記録紙１１３に定着される。ここで画像が定着された記録紙１１３は、排紙ローラ１１２を介して排紙トレイ１１０に送られ、排紙トレイ１１０上に順次スタックされる。
【００５９】
尚、除電ユニット１１４は、感光体ドラム１０１の表面を除電する。クリーニングブレード１０５は、感光体ドラム１０１の表面に残存するトナー（残留トナー）を除去する。除去された残留トナーは、再利用可能な構成となっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０１の表面は、再び帯電チャージャ１０２の設けられている方向に移動する。
【００６０】
次に、図６に基づき光走査装置１００の構成及び作用について説明する。
【００６１】
この光走査装置１００は、光源ユニット１２１、カップリングレンズ１２２、開口板１２３、アナモルフィックレンズ１２４、ポリゴンミラー１２５，偏向器側走査レンズ１２６、像面側走査レンズ１２７、及び処理装置１４０等を備えている。尚、図６において、紙面の左右方向が主走査方向であり、紙面に垂直方向が副走査方向である。
【００６２】
光源ユニット１２１は、第１の実施の形態における面発光型半導体レーザーが複数形成された面発光型半導体レーザーアレイを備えている。
【００６３】
カップリングレンズ１２２は、光源ユニット１２１から出射された光束を略平行光にするためのものである。
【００６４】
開口板１２３は、開口部を有し、カップリングレンズか１２２からの光束のビーム径を規定するためのものである。
【００６５】
アナモルフィック１２４は、開口板１２３の開口部を通過した光束を主走査方向に関しては平行光に、副走査方向に関してはポリゴンミラー１２５の表面近傍で収束する光束とするものである。アナモルフィックレンズ１２４からの光束は、回転するポリゴンミラー１２５により反射され、偏向器側走査レンズ１２６と像面側走査レンズ１２７によって結像され、感光体ドラム１０１の表面上において、光スポットとして集光される。
【００６６】
尚、ポリゴンミラー１２５は、前述したように、不図示のモータによって、一定速度で回転しており、この回転に伴って、光束は等角速度的に偏向され、感光体ドラム１０１の表面上における光スポットは、主走査方向に等速移動する。
【００６７】
処理装置１４０は、パソコン等の上位装置からの画像情報に基づいて、画像データを生成し、この画像データに応じて半導体レーザーの駆動信号を光源ユニット１２１に出力する。
【００６８】
次に図７に基づき、光源ユニット１２１に備えられた本実施の形態における面発光型半導体レーザーアレイについて説明する。図７は、本実施の形態における面発光型半導体レーザーアレイの発光点を模式的に示したものである。この図において、符号ｄは発光点相互の間隔、ｍは副走査方向の行数、ｎは主走査方向の列数、ｐは副走査方向の走査ラインピッチ、βｓは光学系全系の副走査倍率、γは発光点配列方向と主走査方向とのなす角をそれぞれ示す。
【００６９】
本実施の形態では、感光体ドラム１０１に対し、図に示すような主副に正方マトリックス状に等間隔ｄで配列したｎ列×ｍ行（例として、８列×４行）で二次元的に配列したｎ×ｍ個（３２個）の光源を有する面発光型半導体レーザーが設けられた面発光型半導体レーザーアレイが配備されている。この面発光型半導体レーザーアレイの全体を角度γ傾けることにより、感光体ドラム１０１上の副走査方向におけるビームスポット間ピッチｐが記録密度に相当する走査ラインピッチに合うように、傾きが調整されており、ｎ×ｍ個（３２個）のラインが同時に走査されるように形成されている。
【００７０】
ここで、光学系全系の副走査倍率βｓを用いると、傾き角γは以下の式で表される。
【００７１】
ｓｉｎγ＝（ｃｏｓγ）／ｎ＝ｐ／（ｄ×βｓ）
尚、面発光型半導体レーザーアレイの加工プロセスの段階で、あらかじめ発光点の配列方向が基板の端面に対して所定角度傾くように配置することも可能である。
【００７２】
本実施の形態における光走査装置１００は、光源ユニット１２１を構成する面発光型半導体レーザーが、一定の偏光方向に偏光しているため、精度の高い光走査を行うことが可能となる。これにより、本実施の形態に係るレーザープリンターは、高品質な画像の形成を行うことが可能である。
【００７３】
次に、図８に基づきカラー画像を形成するための画像形成装置について説明する。
【００７４】
この画像形成装置は、カラーレーザープリンタであり、カラー画像に対し複数の感光体ドラムを備えたダンデムカラー機である。
【００７５】
このカラーレーザープリンタは、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、及び転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、及び転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、及び転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、及び転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置１００、転写ベルト２０１、定着手段２０２等を備えている。
【００７６】
このカラーレーザープリンタでは、光走査装置１００において、ブラック用の半導体レーザー、シアン用の半導体レーザー、マゼンタ用の半導体レーザー、イエロー用の半導体レーザーを有しており、各々の半導体レーザーは、本発明に係る面発光型半導体レーザーにより構成されている。ブラック用の半導体レーザーからの光束はブラック用の感光体ドラムＫ１に照射され、シアン用の半導体レーザーからの光束はシアン用の感光体ドラムＣ１に照射され、マゼンタ用の半導体レーザーからの光束はマゼンタ用の感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の半導体レーザーからの光束はイエロー用の感光体ドラムＹ１に照射される。
【００７７】
各々の感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１は、矢印の方向に回転し、回転方向の順に、各々の帯電器Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、現像器Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４、転写用帯電手段Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６、クリーニング手段Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５が配置されている。各々の帯電器Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２は、対応する感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面を均一に帯電する。帯電された感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に、光走査装置１００から光束が照射され、感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に静電潜像が形成される構成となっている。この後、各々の現像器Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４によって、感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面にトナー像が形成され、各々に対応する転写用帯電手段Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６により、記録紙に各々の色のトナー像が転写され、定着手段２０２により、記録紙に画像が定着される。尚、クリーニング手段Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５は、各々に対応した感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に残存する残留トナーを除去するものである。
【００７８】
尚、本実施の形態では、像担持体として感光体ドラムについて説明したが、像担持体としては、銀塩フィルムを用いた画像形成装置であってもよい。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様の処理により可視化させることができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼き付け処理と同様の処理により印画紙に転写することが可能である。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することが可能である。
【００７９】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギーにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であってもよい。この場合においては、光走査により可視画像を直接像担持体に形成することが可能である。
【実施例】
【００８０】
次に、本発明に係る実施例について説明する。
【００８１】
（実施例１）
本発明に係る第１の実施の形態に基づき面発光型半導体レーザーを作製した。作製した面発光型半導体レーザーのメサ構造の平面形状は台形であり、上底１９．６〔μｍ〕、下底３２．５〔μｍ〕、高さ２６〔μｍ〕である。これを熱酸化することにより形成される選択酸化層１６の酸化後の電流狭窄領域３３の形状は、概ね、上底３〔μｍ〕、下底５〔μｍ〕、高さ４〔μｍ〕であった。
【００８２】
本実施例において、メサ構造の平面形状は、基板の傾斜方向に対し、垂直に上底と下底が形成されており、傾斜方向に対し上底が上になるように形成されたものである。
【００８３】
（実施例２）
本実施例における面発光型半導体レーザーは、メサ構造の平面形状が、基板の傾斜方向に対し、垂直に上底と下底が形成されており、傾斜方向に対し上底が下になるように形成されたものである。他の条件は実施例１と同様である。
【００８４】
（実施例３）
本実施例における面発光型半導体レーザーは、メサ構造の平面形状が、基板の傾斜方向に対し、平行に上底と下底が形成されたものである。他の条件は実施例１と同様である。
【００８５】
（実施例４）
本実施例における面発光型半導体レーザーは、メサ構造の平面形状が、基板の傾斜方向に対し、平行に上底と下底が形成されたものであって、上底と下底の位置が実施例３とは逆になっているものである。他の条件は実施例１と同様である。
【００８６】
（比較例１）
比較例として、メサ構造の平面形状は、基板傾斜方向に対し、平行辺と垂直な辺により構成される四角形からなる面発光型半導体レーザーを作製した。
【００８７】
図９には、上記の実施例１から４、比較例１における面発光型半導体レーザーを発光させ、偏光角度と偏光抑圧比を調べた結果を示す。尚、偏光抑圧比は、偏光角度に垂直方向の光量に対する偏光角度の光量である。
【００８８】
実施例１では、偏光角度９０．６〔°〕、偏光抑圧比が、２０．１１〔ｄＢ〕であった。実施例２では、偏光角度８８．８〔°〕、偏光抑圧比が、２０．０９〔ｄＢ〕であった。実施例３では、偏光角度９０．０〔°〕、偏光抑圧比が、２０．６７〔ｄＢ〕であった。実施例４では、偏光角度８９．１〔°〕、偏光抑圧比が、２０．７１〔ｄＢ〕であった。これに対し、比較例１では、偏光角度９０．８〔°〕、偏光抑圧比が、１８．０２〔ｄＢ〕であった。
【００８９】
以上より、実施例１から４のすべてにおいて、比較例１よりも偏光抑圧比が向上していることが確認された。特に、実施例３、実施例４に示すように台形の上底と下底が基板傾斜方向と平行となる場合に、偏光抑圧比が高くなった。
【００９０】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザーの断面図
【図２】第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザーのメサ形状の上面図
【図３】第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザーのメサ形状の上面図（１）
【図４】第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザーのメサ形状の上面図（２）
【図５】第３の実施の形態に係る画像形成装置の構成図
【図６】第３の実施の形態に係る画像形成装置における光走査装置の構成図
【図７】面発光型半導体レーザーアレイの発光点の概要図
【図８】第３の実施の形態に係るカラー印刷が可能な画像形成装置の構成図
【図９】面発光型半導体レーザーのメサ形状と偏光角、偏光抑圧比との関係図
【符号の説明】
【００９２】
１１    ｎ−ＧａＡｓ基板
１２    下部反射鏡
１３    下部スペーサ層
１４    ＴＱＷ活性層
１５    上部スペーサ層
１６    選択酸化層
１７    上部反射鏡
１８    コンタクト層
１９    保護膜
２０    ｐ側電極
２１    ｎ側電極
３１    メサ構造（平面形状）
３２    酸化領域
３３    電流狭窄領域
【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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