JP5601014B2 - 光デバイス、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

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、光を射出する光デバイス、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。

垂直共振器型の面発光レーザ素子（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）は、基板表面に直交する方向に光を射出するものであり、基板表面に平行な方向に光を射出する端面発光型の半導体レーザ素子（以下では、「端面発光レーザ素子」ともいう）よりも低価格、低消費電力、小型、２次元デバイスに好適、かつ高性能であることから、近年注目されている。

面発光レーザ素子の応用分野としては、プリンタにおける光書き込み系の光源（発振波長：７８０ｎｍ帯）、光ディスク装置における書き込み用光源（発振波長：７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯）、光ファイバを用いるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの光伝送システムの光源（発振波長：１．３μｍ帯、１．５μｍ帯）が挙げられる。さらには、ボード間、ボード内、集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）のチップ間、及び集積回路のチップ内の光伝送用光源としても期待されている。

これらの応用分野においては、面発光レーザ素子から射出される光（以下では、「射出光」ともいう）は、（１）断面形状が円形、（２）偏光方向が一定、であることが必要とされる場合が多い。

射出光の断面形状を円形とするには、高次横モードの発振を抑制することが必要であり、様々な試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。

また、射出光の偏光方向を制御する様々な試みがなされている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、高次横モードの発振制御と偏光方向の制御とを両立させることが検討された（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。

また、面発光レーザ素子は、環境温度の変化や面発光レーザ素子自体の劣化によって射出光量に変化が生じることがある。そこで、光走査を安定させ高品質な画像を形成するためには射出光量の監視が必要となる。

端面発光レーザ素子を用いた光走査装置では、後方への射出光量をモニタしながらＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌ）を行っていた。しかしながら、面発光レーザ素子ではその構造上、後方への射出光量を生じないため、面発光レーザ素子を用いた光走査装置では、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、ＡＰＣを実施している（例えば、特許文献５参照）。

しかしながら、特許文献５に開示されているパワー監視システムでは、光学素子で反射されモニタで受光される光の光量が少なく、Ｓ／Ｎ比が低いため、精度の良い光量監視が困難であるという不都合があった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、光量変動の少ない安定した光を射出することができる光デバイスを提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、高精度の光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、射出領域内において中心部の反射率を周辺部に対して相対的に高くするための透明な誘電体膜を有する少なくとも１つの面発光レーザ素子と；第１の方向に関して前記面発光レーザ素子の一側に配置された受光素子と；前記面発光レーザ素子から射出された光の光路上に配置され、該光の一部をモニタ用光として前記受光素子に向けて反射する透明部材と；を備え、前記射出領域内における相対的に反射率が高い領域は、前記射出領域の中心を通り前記第１の方向に関する幅が、前記射出領域の中心を通り前記第１の方向に直交する第２の方向に関する幅よりも小さい形状異方性を有することを特徴とする光デバイスである。

これによれば、光量変動の少ない安定した光を射出することができる。

本発明は、第２の観点からすると、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、本発明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偏向器と；前記偏光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である。

これによれば、光源が本発明の光デバイスを有しているため、高精度の光走査を行うことができる。

本発明は、第３の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を備えているため、結果として、高品質の画像を形成することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。 図１における光走査装置を示す概略図である。 図２における光源ユニットを説明するための図である。 光源ユニットに含まれている光デバイスを説明するための図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ光デバイスに含まれるレーザチップ（面発光レーザ素子）を説明するための図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれレーザチップ（面発光レーザ素子）の基板を説明するための図である。 活性層近傍を拡大した図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、それぞれレーザチップ（面発光レーザ素子）の製造方法を説明するための図（その１）である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれレーザチップ（面発光レーザ素子）の製造方法を説明するための図（その２）である。 図１０（Ｂ）におけるメサ上面を取り出して拡大した図である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、それぞれレーザチップ（面発光レーザ素子）の製造方法を説明するための図（その３）である。 図１２（Ｃ）におけるメサ上面を取り出して拡大した図である。 レーザチップ（面発光レーザ素子）の製造方法を説明するための図（その４）である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれカバーガラスの傾斜状態とモードフィルタとの関連を説明するための図である。 偏光抑圧比ＰＭＳＲと偏光角θｐとの関係を説明するための図である。 面発光レーザ素子の変形例１を説明するための図である。 面発光レーザ素子の比較例を説明するための図である。 発振モード分布を計算するのに用いた面発光レーザ素子を説明するための図である。 図１９における小領域の内径Ｌ５と高次横モードにおけるＱ値との関係を説明するための図である。 図１９における小領域の内径Ｌ５と基本横モードの横方向の光閉じ込め係数Γとの関係を説明するための図である。 受光素子の受光面へのモニタ用光束の入射角を説明するための図である。 受光素子の受光面におけるモニタ用光束の入射角φと反射率Ｒｐとの関係、及び入射角φと反射率Ｒｓとの関係を説明するための図である。 受光素子に入射する光束の入射角がブリュースター角θ_Ｂと一致している状態を説明するための図である。 受光素子の取付状態の変形例を説明するための図である。 モードフィルタの変形例１を説明するための図である。 図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、それぞれレーザチップ（面発光レーザ素子）の変形例を説明するための図である。 図２８（Ａ）〜図２８（Ｃ）は、それぞれレーザチップ（面発光レーザ素子）の変形例の製造方法を説明するための図である。 モードフィルタの変形例２を説明するための図である。 モードフィルタの変形例３を説明するための図である。 モードフィルタの変形例４を説明するための図である。 モードフィルタの変形例５を説明するための図である。 相対的に反射率が高い領域を説明するための図である。 モードフィルタの変形例６を説明するための図である。 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３５のＡ−Ａ断面図である。 多色のカラープリンタの概略構成を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図２５に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。

通信制御装置１０５０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。

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などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、プリンタ制御装置２０９０からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。

クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０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１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１に対向する位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。

この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源ユニット１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、ポリゴンミラー１３、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング３０の所定位置に組み付けられている。

光源ユニット１４は、一例として図３に示されるように、光デバイス５１０、該光デバイス５１０を駆動制御するレーザ制御装置５９０、前記光デバイス５１０及びレーザ制御装置５９０が実装されているＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）基板５８０を有している。

なお、本明細書では、光源ユニット１４からの光の射出方向をＺ軸方向、このＺ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。また、以下では、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」と略述する。

光デバイス５１０は、一例として図４及び図５に示されるように、レーザチップ１００、受光素子１５０、レーザチップ１００及び受光素子１５０を保持するパッケージ部材２００、カバーガラス３００などを有している。

なお、図４は、光デバイス５１０の平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。また、図５では、煩雑さを避けるため、レーザチップ１００とパッケージ部材２００とを繋ぐボンディングワイヤ、受光素子１５０とパッケージ部材２００とを繋ぐボンディングワイヤの図示は省略している。

パッケージ部材２００は、セラミックと複数の金属配線を有する多層構造ＣＬＣＣ（Ｃｅｒａｍｉｃ ｌｅａｄｅｄ ｃｈｉｐ ｃａｒｒｉｅｒ）と呼ばれるフラットパッケージである。複数の金属配線は、パッケージ側面の複数の金属キャスターに個別に接続されており、パッケージ部材の周辺から中央に向かって伸びている。

このパッケージ部材２００は、その＋Ｚ側には、周囲が壁で囲まれている空間領域を有している。

空間領域の底面には、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。

レーザチップ１００及び受光素子１５０は、空間領域の底面の金属膜上にＡｕＳｎ等の半田材を用いてダイボンドされている。すなわち、レーザチップ１００及び受光素子１５０は、周囲が壁で囲まれている領域の底面上に保持されている。

ここでは、レーザチップ１００及び受光素子１５０は、Ｙ軸方向に関しては、いずれも底面の中央に配置され、Ｘ軸方向に関しては、底面の−Ｘ側にレーザチップ１００が配置され、＋Ｘ側に受光素子１５０が配置されている。すなわち、レーザチップ１００の＋Ｘ側に受光素子１５０が配置されている。

カバーガラス３００は、矩形形状の透明なガラス板であり、レーザチップ１００及び受光素子１５０の＋Ｚ側に配置され、空間領域を封止している。これにより、レーザチップ１００及び受光素子１５０にごみなどが付着するのを防止できる。

また、ここでは、カバーガラス３００は、その表面が、ＸＺ面内において、Ｘ軸方向に対して反時計まわりに傾斜（傾斜角α）して配置されている。そして、レーザチップ１００から射出された光束の一部は、カバーガラス３００の表面で反射され、受光素子１５０に入射する。

受光素子１５０は、受光光量に応じた信号（光電変換信号）をレーザ制御装置５９０に出力する。

なお、レーザチップ１００から射出され、カバーガラス３００を透過した光束が、光デバイス５１０から射出される光束、すなわち、光源ユニット１４から射出される光束となる。

図２に戻り、カップリングレンズ１５は、光源ユニット１４から射出された光束を略平行光とする。

開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５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１７は、開口板１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。

光デバイス５１０とポリゴンミラー１３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。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面に６面の偏向反射面が形成されている。このポリゴンミラー１３は、副走査対応方向に平行な軸のまわりを等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３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１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａ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１１ｂ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。この光スポットは、ポリゴンミラー１３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。

ポリゴンミラー１３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。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂ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。

レーザチップ１００は、発振波長が７８０ｎｍ帯の面発光レーザ素子であり、一例として図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、基板１０１、バッファ層１０２、下部半導体ＤＢＲ１０３、下部スペーサ層１０４、活性層１０５、上部スペーサ層１０６、上部半導体ＤＢＲ１０７、コンタクト層１０９などを有している。なお、図６（Ａ）はレーザチップ１００をＸＺ面に平行に切断したときの切断面を示す図であり、図６（Ｂ）はレーザチップ１００をＹＺ面に平行に切断したときの切断面を示す図である。

基板１０１は、表面が鏡面研磨面であり、図７（Ａ）に示されるように、鏡面研磨面（主面）の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度（θ＝１５度）傾斜したｎ−ＧａＡｓ単結晶基板である。すなわち、基板１０１はいわゆる傾斜基板である。ここでは、図７（Ｂ）に示されるように、結晶方位［０ −１ １］方向が＋Ｘ方向、結晶方位［０ １ −１］方向が−Ｘ方向となるように配置されている。

また、ここでは、基板１０１に傾斜基板を用いることによって、偏光方向をＸ軸方向に安定させようとする作用が働くものとする。

バッファ層１０２は、基板１０１の＋Ｚ側の面上に積層され、ｎ−ＧａＡｓからなる層である。

下部半導体ＤＢＲ１０３は、バッファ層１０２の＋Ｚ側に積層され、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層と、ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを４０．５ペア有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層が設けられている（図８参照）。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ／４のとき、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４ｎ（但し、ｎはその層の媒質の屈折率）である。

下部スペーサ層１０４は、下部半導体ＤＢＲ１０３の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。

活性層１０５は、下部スペーサ層１０４の＋Ｚ側に積層され、３層の量子井戸層１０５ａと４層の障壁層１０５ｂとを有する３重量子井戸構造の活性層である（図８参照）。各量子井戸層１０５ａは、０．７％の圧縮歪みを誘起する組成であるＧａＩｎＡｓＰからなり、バンドギャップ波長が約７８０ｎｍである。また、各障壁層１０５ｂは、０．６％の引張歪みを誘起する組成であるＧａＩｎＰからなる。

上部スペーサ層１０６は、活性層１０５の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる層である。

下部スペーサ層１０４と活性層１０５と上部スペーサ層１０６とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが１波長の光学的厚さとなるように設定されている（図８参照）。なお、活性層１０５は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。

上部半導体ＤＢＲ１０７は、上部スペーサ層１０６の＋Ｚ側に積層され、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを２５ペア有している。

上部半導体ＤＢＲ１０７における各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、λ／４の光学的厚さとなるように設定されている。

上部半導体ＤＢＲ１０７における低屈折率層の１つには、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層１０８が厚さ３０ｎｍで挿入されている。この被選択酸化層１０８の挿入位置は、電界の定在波分布において、活性層１０５から３番目となる節に対応する位置である。

コンタクト層１０９は、上部半導体ＤＢＲ１０７の＋Ｚ側に積層され、ｐ−ＧａＡｓからなる層である。

なお、このように基板１０１上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。

次に、レーザチップ１００の製造方法について簡単に説明する。なお、ここでは、所望の偏光方向（所望の偏光方向Ｐという）は、Ｘ軸方向であるものとする。

（１）上記積層体を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）による結晶成長によって作成する（図９（Ａ）参照）。

ここでは、ＩＩＩ族の原料には、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族の原料には、フォスフィン（ＰＨ_３）、アルシン（ＡｓＨ_３）を用いている。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ_４）、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用い、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ_２Ｓｅ）を用いている。

（２）積層体の表面に一辺が２５μｍの正方形状のレジストパターンを形成する。

（３）Ｃｌ_２ガスを用いるＥＣＲエッチング法で、上記レジストパターンをフォトマスクとして四角柱状のメサ構造体（以下では、便宜上「メサ」と略述する）を形成する。ここでは、エッチングの底面は下部スペーサ層１０４中に位置するようにした。

（４）フォトマスクを除去する（図９（Ｂ）参照）。

（５）積層体を水蒸気中で熱処理する。これにより、被選択酸化層１０８中のＡｌ（アルミニウム）がメサの外周部から選択的に酸化され、メサの中央部に、Ａｌの酸化物１０８ａによって囲まれた酸化されていない領域１０８ｂが残留する（図９（Ｃ）参照）。すなわち、発光部の駆動電流の経路をメサの中央部だけに制限する、いわゆる酸化狭窄構造体が形成される。上記酸化されていない領域１０８ｂが電流通過領域である。このようにして、例えば幅４μｍから６μｍ程度の略正方形状の電流通過領域が形成される。

（６）気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、ＳｉＮからなる保護層１１１を形成する（図１０（Ａ）参照）。ここでは、保護層１１１の光学的厚さがλ／４となるようにした。具体的には、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８６、発振波長λが７８０ｎｍであるため、実際の膜厚（＝λ／４ｎ）は約１０５ｎｍに設定した。

（７）レーザ光の射出面となるメサ上部にｐ側電極コンタクトの窓開けを行うためのエッチングマスク（マスクＭという）を作成する。ここでは、一例として図１０（Ｂ）及び該図１０（Ｂ）におけるメサのみを取り出して拡大した図１１に示されるように、メサの周囲、メサ上面の外周、及びメサ上面の中心部を挟んで所望の偏光方向Ｐ（ここでは、Ｘ軸方向）に平行な方向に関して対向している２つの小領域（第１の小領域と第２の小領域）がエッチングされないようにマスクＭを作成する。具体的には、図１１における符号Ｌ１を５μｍ、符号Ｌ２を２μｍ、符号Ｌ３を８μｍとした。

（８）ＢＨＦにて保護層１１１をエッチングし、ｐ側電極コンタクトの窓開けを行う。

（９）マスクＭを除去する（図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）参照）。なお、以下では、便宜上、第１の小領域に残存している保護層１１１を「透明層１１１Ａ」とし、第２の小領域に残存している保護層１１１を「透明層１１１Ｂ」という。

ところで、保護層１１１をエッチングする際に、マスクＭも横方向（Ｚ軸方向に直交する方向）からエッチングされるため、エッチングが進行するにつれてマスクＭの形状は縮むこととなる。そこで、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂの側面は、Ｚ軸方向に対して傾斜した側面となる。

（１０）メサ上部の光射出部となる領域（射出領域）に一辺１０μｍの正方形状のレジストパターンを形成し、メサ上部にｐ側の電極材料の蒸着を行なう。ｐ側の電極材料としてはＣｒ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなる多層膜、もしくはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜が用いられる。

（１１）射出領域に蒸着された電極材料をリフトオフし、ｐ側電極１１３を形成する（図１２（Ｃ）参照）。このｐ側電極１１３で囲まれた領域が射出領域である。なお、図１２（Ｃ）におけるメサのみを取り出して拡大した図が図１３に示されている。射出領域の形状は、一辺の長さがＬ４（ここでは、１０μｍ）の正方形である。本実施形態では、射出領域内の２つの小領域（第１の小領域、第２の小領域）に、光学的厚さがλ／４のＳｉＮからなる透明な誘電体膜として透明層１１１Ａと透明層１１１Ｂが存在している。これにより、２つの小領域（第１の小領域、第２の小領域）の反射率は、射出領域の中心部の反射率よりも低くなる。そこで、２つの小領域（第１の小領域、第２の小領域）によって挟まれた領域は、相対的に反射率が高い領域となる。なお、射出領域内に形成された透明な誘電体膜は、「モードフィルタ」とも呼ばれている。

（１２）基板１０１の裏側を所定の厚さ（例えば１００μｍ程度）まで研磨した後、ｎ側電極１１４を形成する（図１４参照）。ここでは、ｎ側電極１１４はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる多層膜である。

（１３）アニールによって、ｐ側電極１１３とｎ側電極１１４のオーミック導通をとる。これにより、メサは発光部となる。

（１４）チップ毎に切断する。

そして、種々の後工程を経て、レーザチップ１００となる。

このように、レーザチップ１００は、射出領域内において中心部の反射率を周辺部に対して相対的に高くするための透明な誘電体膜を有している。そして、射出領域内における相対的に反射率が高い領域は、射出領域の中心を通りＸ軸に平行な方向に関する幅Ｄｘが、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な方向に関する幅Ｄｙよりも小さい形状異方性を有している（図１５（Ａ）参照）。そこで、レーザチップ１００から射出される光束は、偏光方向がＰ方向に規制された光束となる。

ところで、受光素子１５０は、レーザチップ１００の＋Ｘ側に配置されている。従って、カバーガラス３００で反射され受光素子１５０に入射する光束（モニタ用光束）は、その電界ベクトルの振動方向が受光素子１５０における入射面内に含まれることとなる。すなわち、モニタ用光束は、ｐ偏光として受光素子１５０に受光される（図１５（Ｂ）参照）。

次に、モードフィルタの形状と偏光安定性について説明する。

一般に、基本横モードの光出力は射出領域の中心付近で最も大きく、周辺になるにつれて低下する傾向がある。これに対して、高次横モードの中には光出力が射出領域の周辺部で大きくなり、中心に近づくにつれて低下するものもある。

本実施形態では、射出領域の周辺部に設定された２つの小領域（第１の小領域、第２の小領域）の反射率を、中心部の反射率よりも低くしている。そこで、基本横モードに対する反射率を低下させずに高次横モードの反射率を低下させることができる。すなわち、基本横モードの光出力を低下させることなく、高次横モードの発振を抑制する作用が働く。

レーザチップ１００について、偏光抑圧比ＰＭＳＲ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｒａｔｉｏ）と偏光角θｐとの関係を求めた。その結果が比較例とともに図１６に示されている。なお、偏光抑圧比とは、所望の偏光方向における光強度とそれに直交する方向における光強度との比であり、複写機などでは２０ｄＢ程度必要であるとされている。ここでは、Ｙ軸方向が偏光角θｐ＝０度、Ｘ軸方向が偏光角θｐ＝９０度である。

図１６における符号Ａは本実施形態に係るレーザチップ１００の場合である。図１６における符号Ｃは、一例として図１７に示されるように、レーザチップ１００をＺ軸まわりに９０度回転させたのと同等のレーザチップの場合である。また、図１６における符号Ｄは、一例として図１８に示されるように、射出領域内に中央部を取り囲む１つの小領域が設定され、そこに光学的厚さがλ／４の透明な誘電体膜が形成されているレーザチップ（比較例）の場合である。

符号Ａの場合は、偏光方向はＸ軸方向で安定し、符号Ｃの場合は、偏光方向はＹ軸方向で安定しているという結果が得られた。また、いずれの場合も、符号Ｄの場合に比べて、約５ｄＢ以上高いＰＭＳＲが得られた。一方、符号Ｄの場合は、偏光方向はＸ軸方向で安定はしているが、ＰＭＳＲが１０ｄＢを下回り、偏光方向が不安定な場合があった。

光学的厚さがλ／４の透明な誘電体膜が形成される小領域の数を複数にすることで偏光安定性が向上した要因として、互いに直交する２方向（ここでは、Ｘ軸方向とＹ軸方向）における光閉じ込め作用に異方性が生じたことが考えられる。本実施形態では、偏光方向がＸ軸方向と一致する光は、射出領域の周辺部に比べて反射率の高い射出領域の中心部への閉じ込め作用が働き、偏光方向がＹ軸方向と一致する光に比べて発振しきい値が低下する。その結果、偏光抑圧比が向上したと考えられる。

ここで、一例として図１９に示されるように、円形の射出領域内に中央部を取り囲む１つのリング状の小領域を設定し、該小領域に光学的厚さがλ／４の透明な誘電体膜が形成されているレーザチップ（計算上のレーザチップ）について、小領域の幅Ｌ６を３μｍに固定し、小領域の内径Ｌ５を変更しつつ発振モード分布を計算により求めた。なお、計算では、電流通過領域の直径を４．５μｍとしている。また、図１９では、便宜上、レーザチップ１００と同等のものについては、同じ符号を用いている。

上記計算結果から得られた、小領域の内径Ｌ５と高次横モードにおけるＱ値との関係が図２０に示されている。これによると、Ｌ５の値を１μｍから大きくしていくと、Ｑ値が大幅に低下することがわかる。これは、高次横モードにおける光強度の高い部分が小領域と重なり、高次横モードの発振が抑制されたものと考えられる。

また、上記計算結果から得られた、小領域の内径Ｌ５と基本横モードの横方向の光閉じ込め係数Γとの関係が図２１に示されている。これによると、横方向の光閉じ込め作用はＬ５の値が５μｍ以下のときに強く、Ｌ５の値が５μｍよりも大きいと、大きくなるにつれて横方向の光閉じ込め作用が小さくなることが分かる。このことから、小領域の数を複数にして、各小領域の間隔に異方性をもたせることにより、横方向の閉じ込め作用に異方性を生じさせることが可能となる。その結果、閉じ込め作用の強い方向の偏光成分は閉じ込め作用の弱い方向の偏光成分に比べて発振しやすくなり、偏光方向を閉じ込め作用の強い方向に規制することができる。

図１６と図２０と図２１とから、各小領域の間隔に異方性をもたせることによって、射出領域の中央部の相対的に反射率が高い領域が形状異方性を有することとなり、そのために偏光方向が規制され、安定化されていることがわかる。安定化されている偏光方向は、図１６からわかるように、２つの小領域が対向する方向（ここでは、Ｘ軸方向）である。これは計算値からわかるように、光閉じ込め係数ΓまたはＱ値の大きさが、Ｌ５に依存していることによる。つまり、Ｌ５に異方性がある場合には、Ｌ５の小さい方に偏光方向が安定する。

一般化して述べると、射出領域内において、相対的に反射率が高い領域に光が閉じ込められ、その相対的に反射率が高い領域に形状異方性があるときに偏光方向が安定する。その安定する偏光方向は、相対的に反射率が高い領域における短手方向である。これは、モードフィルタがどのような構造であっても、相対的に反射率が高い領域が形状異方性を持つことで成り立つ。なお、相対的に反射率が高い領域における短手方向とは、射出領域の中心を通る幅が最も短くなる方向である。

受光素子１５０に入射する光束（モニタ用光束）の偏光方向と、該光束の受光素子１５０への入射角φ（図２２参照）と、受光素子１５０の表面での該光束の反射率との関係について説明する。

受光素子１５０に入射する光束がｐ偏光のときの反射率Ｒｐは次の（１）式で与えられ、ｓ偏光のときの反射率Ｒｓは次の（２）式で与えられる。

なお、空気の屈折率をｎ_１、受光素子１５０の受光面の屈折率をｎ_２とすると、ｎ＝（ｎ_２／ｎ_１）である。ここでは、受光素子１５０の受光面は、透明な樹脂で封止されており、該透明な樹脂の屈折率は１．５１６である。

図２３には、上記（１）式から得られた反射率Ｒｐと入射角φとの関係、及び上記（２）式から得られた反射率Ｒｓと入射角φとの関係が示されている。これによると、反射率Ｒｐは、入射角φが０°から増加するにつれて低下し、一旦０となった後増加に転じている。一方、反射率Ｒｓは、入射角φが０°から増加するにつれて単調に増加している。

本実施形態では、受光素子１５０に入射する光束がｐ偏光となるようにレーザチップ１００が配置されるとともに、受光素子１５０に入射する光束の入射角φがブリュースター角θ_Ｂと一致するようにカバーガラス３００を傾斜させている（図２４参照）。ここでのブリュースター角θ_Ｂは、約５７°である。

これにより、受光素子１５０の表面での反射率を非常に小さくすることができる。その結果、カバーガラス３００で反射された光束（モニタ用光束）のほとんどを受光素子１５０で受光し、電気信号に変換することができる。

なお、カバーガラス３００の傾斜のみでは受光素子１５０に入射する光束の入射角φをブリュースター角θ_Ｂと一致させるのが困難な場合には、一例として図２５に示されるように、傾斜板などを用いて受光素子１５０をＸ軸方向に対して傾斜させ、受光素子１５０に入射する光束の入射角φをブリュースター角θ_Ｂと一致させても良い。

そして、レーザ制御装置５９０は、受光素子１５０の出力信号に基づいて、ＡＰＣを行う。

以上説明したように、本実施形態に係る光デバイス５１０によると、レーザチップ１００、受光素子１５０、レーザチップ１００及び受光素子１５０を保持するパッケージ部材２００、カバーガラス３００などを有している。

そして、レーザチップ１００は、射出領域内に、光学的厚さがλ／４のＳｉＮからなる長方形状の透明層１１１Ａと透明層１１１ＢがＸ軸方向に対向して形成されている。

この場合は、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域は、射出領域の中心を通りＸ軸に平行な方向に関する幅が、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な方向に関する幅よりも小さい形状異方性を有する。

そこで、レーザチップ１００は、基本横モードの光出力を低下させることなく、高次横モードの発振を抑制するとともに、偏光方向がＸ軸方向の直線偏光を安定して射出することができる。

また、受光素子１５０は、レーザチップ１００の＋Ｘ側に配置されている。そして、カバーガラス３００は、その表面で反射された光束（モニタ用光束）が、ブリュースター角と略一致する入射角で、受光素子１５０に入射するように、ＸＺ面内でＸ軸方向に対して傾斜して配置されている。

この場合は、カバーガラス３００で反射された光束（モニタ用光束）のほとんどを受光素子１５０で受光し、電気信号に変換することができる。すなわち、Ｓ／Ｎ比を従来よりも向上させることができる。その結果、レーザ制御装置５９０では、高い精度でＡＰＣを行うことができる。

そこで、光デバイス５１０は、光量変動の少ない安定した光を射出することができる。

また、本実施形態に係る光走査装置１０１０は、光源ユニット１４が光デバイス５１０を有しているため、安定した光走査を行うことができる。

そして、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、高品質の画像を形成することが可能となる。

ところで、従来の面発光レーザ素子を用いた画像形成装置では、光量変動を抑制するために、例えば特開２００５−１５６９３３号公報に示されるようなモニタ光学系を必要としていた。しかしながら、上記実施形態では、光量監視用の受光素子がレーザチップと一体化されているため、モニタ光学系が不要であり、小型化及び低コスト化を図ることが可能である。

なお、上記実施形態では、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂの形状が長方形であ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い。楕円形状、半円状など任意の形状であっても良い（図２６参照）。

また、上記実施形態では、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂが保護層１１１と同じ材質であ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い。例えば、各透明層の材質がＳｉＯ_２であっても良い。

また、上記実施形態では、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂの光学的厚さがλ／４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。一例として図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）に示されるように、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂの光学的厚さが３λ／４であっても良い。要するに、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂの光学的厚さがλ／４の奇数倍であれば、上記実施形態のレーザチップ１００と同様な高次横モードの抑制効果を得ることができる。なお、図２７（Ａ）はこのレーザチップ１００ＡをＸＺ面に平行に切断したときの切断面を示す図であり、図２７（Ｂ）はこのレーザチップ１００ＡをＹＺ面に平行に切断したときの切断面を示す図である。

この場合には、一例として図２８（Ａ）に示されるように、上記実施形態におけるｐ側電極１１３が形成された後、気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、一例として図２８（Ｂ）に示されるように、ＳｉＮからなる保護層１１１を光学的厚さが２λ／４となるように形成する。具体的には、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８６、発振波長λが７８０ｎｍであるため、実際の膜厚（＝２λ／４ｎ）は約２１０ｎｍに設定した。そして、基板１０１の裏側を所定の厚さ（例えば１００μｍ程度）まで研磨した後、ｎ側電極１１４を形成する（図２８（Ｃ）参照）。

このとき、射出領域の中心部は、光学的厚さが２λ／４の保護層１１１（誘電体膜）で被覆されることとなる。また、射出領域の周辺部で２つの小領域（第１の小領域と第２の小領域）を除く領域も、光学的厚さが２λ／４の保護層１１１（誘電体膜）で被覆されることとなる。

また、レーザチップ１００Ａでは、射出面全部が保護層１１１（誘電体膜）に被覆されていることとなるため、射出面の酸化や汚染を抑制することができる。なお、射出領域の中心部も保護層１１１（誘電体膜）に覆われているが、その光学的厚さをλ／４の偶数倍としているため、反射率を低下させることがなく、保護層１１１（誘電体膜）がない場合と同等の光学特性が得られた。

すなわち、反射率を低下させたい部分の光学的厚さがλ／４の奇数倍、それ以外の部分の光学的厚さがλ／４の偶数倍であれば、基本横モードの光出力を低下させることなく、高次横モードの発振を抑制することができる。

また、上記実施形態では、モードフィルタが２つの透明層（１１１Ａ、１１１Ｂ）からな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、例えば図２９に示されるように、モードフィルタが中央部に楕円形状の開口を有する１つの透明層１１１であっても良い。この場合は、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域は楕円形状となる。そして、該楕円形状の長軸方向がＹ軸方向と一致し、短軸方向がＸ軸方向と一致するようになっていれば、偏光方向がＸ軸方向の直線偏光を安定して射出させることができる。

また、一例として図３０に示されるように、モードフィルタが中央部に多角形状の開口を有する１つの透明層１１１であっても良い。この場合は、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域は多角形状となる。そして、多角形状が形状異方性を有し、射出領域の中心を通りＸ軸に平行な方向に関する幅Ｄｘが、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な方向に関する幅Ｄｙよりも小さければ、偏光方向がＸ軸方向の直線偏光を安定して射出させることができる。

また、一例として図３１に示されるように、透明層１１１Ａと透明層１１１Ｂからなるモードフィルタの重心が、射出領域の中心と一致していなくても良い。この場合に、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域が形状異方性を有し、射出領域の中心を通りＸ軸に平行な方向に関する幅Ｄｘが、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な方向に関する幅Ｄｙよりも小さければ、偏光方向がＸ軸方向の直線偏光を安定して射出させることができる。

また、一例として図３２に示されるように、透明層１１１からなるモードフィルタの重心が、射出領域の中心と一致していなくても良い。この場合に、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域が形状異方性を有し、射出領域の中心を通りＸ軸に平行な方向に関する幅Ｄｘが、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な方向に関する幅Ｄｙよりも小さければ、偏光方向がＸ軸方向の直線偏光を安定して射出させることができる。

ところで、一例として図３３に示されるように、２つの透明層（１１１Ａ、１１１Ｂ）の外側にあたる部分ＫＫも、相対的に反射率が高い領域であるが、発振モードへの寄与は小さく、本明細書では、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域には含まれない。

また、一例として図３４に示されるように、透明層１１１Ａ及び透明層１１１Ｂが、三角形状であって、射出領域の中心を挟んで対向していても良い。この場合に、射出領域の中心部の相対的に反射率が高い領域が形状異方性を有し、射出領域の中心を通りＸ軸に平行な方向に関する幅Ｄｘが、射出領域の中心を通りＹ軸に平行な方向に関する幅Ｄｙよりも小さければ、偏光方向がＸ軸方向の直線偏光を安定して射出させることができる。この場合は、各透明層の重心を結ぶ線分は、カバーガラス３００における光束の入射位置での法線を射出領域が含まれる平面上に投影したときの直線（Ｘ軸に平行な直線）と直交しない。

また、上記実施形態では、受光素子１５０に入射する光束の入射角φをブリュースター角θ_Ｂと略一致させ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い。

また、上記実施形態において、光デバイス５１０は、前記レーザチップ１００に代えて、一例として図３５に示される面発光レーザアレイチップ１００Ｍを有しても良い。

この面発光レーザアレイチップ１００Ｍは、複数（ここでは２１個）の発光部が同一基板上に配置されている。ここでは、図３５におけるＸ軸方向は主走査対応方向であり、Ｙ軸方向は副走査対応方向である。複数の発光部は、すべての発光部をＹ軸方向に伸びる仮想線上に正射影したときに等間隔ｄ２となるように配置されている。すなわち、２１個の発光部は、２次元的に配列されている。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。また、発光部の数は２１個に限定されるものではない。

各発光部は、図３５のＡ−Ａ断面図である図３６に示されるように、前述したレーザチップ１００と同様な構造を有している。そして、この面発光レーザアレイチップ１００Ｍは、前述したレーザチップ１００と同様な方法で製造することができる。そこで、各発光部間で均一な偏光方向を持つ単一基本横モードの複数のレーザ光を得ることができる。従って、円形で且つ光密度の高い微小な光スポットを２１個同時に感光体ドラム１０３０上に形成することが可能である。

また、面発光レーザアレイチップ１００Ｍでは、各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の発光部間隔が等間隔ｄ２であるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上では副走査方向に等間隔で発光部が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。

そして、例えば、上記間隔ｄ２を２．６５μｍ、光走査装置１０１０の光学系の倍率を２倍とすれば、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査対応方向の発光部数を増加したり、副走査対応方向のピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、発光部の点灯のタイミングで容易に制御できる。

また、この場合には、レーザプリンタ１０００では書きこみドット密度が上昇しても印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。

また、この場合には、各発光部からの光束の偏光方向が安定して揃っているため、レーザプリンタ１０００では、高品質の画像を安定して形成することができる。

また、上記実施形態において、前記レーザチップ１００に代えて、レーザチップ１００と同様の発光部が１次元配列された面発光レーザアレイチップを用いても良い。

また、上記実施形態では、基板の主面の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度傾斜してい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い。基板の主面の法線方向が、結晶方位＜１ ０ ０＞の一の方向に対して、結晶方位＜１ １ １＞の一の方向に向かって傾斜していれば良い。

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。

また、上記光デバイス５１０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、レーザチップの発振波長は、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。この場合に、活性層を構成する半導体材料は、発振波長に応じた混晶半導体材料を用いることができる。例えば、６５０ｎｍ帯ではＡｌＧａＩｎＰ系混晶半導体材料、９８０ｎｍ帯ではＩｎＧａＡｓ系混晶半導体材料、１．３μｍ帯及び１．５μｍ帯ではＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）系混晶半導体材料を用いることができる。

また、各反射鏡の材料及び構成を発振波長に応じて選択することにより、任意の発振波長に対応した発光部を形成することができる。例えば、ＡｌＧａＩｎＰ混晶などのＡｌＧａＡｓ混晶以外のものを用いることができる。なお、低屈折率層及び高屈折率層は、発振波長に対して透明で、かつ可能な限り互いの屈折率差が大きく取れる組み合わせが好ましい。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００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。

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。

例えば、媒体が、ＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｔｏ Ｐｌａｔｅ）として知られている印刷版であっても良い。つまり、光走査装置１０１０は、印刷版材料にレーザアブレーションによって直接画像形成を行い、印刷版を形成する画像形成装置にも好適である。

また、レーザ光によって発色に可逆性を与えることができる媒体（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。

例えば、媒体が、いわゆるリライタブルペーパーであっても良い。これは、例えば紙や樹脂フィルム等の支持体上に、以下に説明するような材料が記録層として塗布されている。そして、レーザ光による熱エネルギー制御によって発色に可逆性を与え、表示／消去を可逆的に行うものである。

透明白濁型リライタブルマーキング法とロイコ染料を用いた発消色型リライタブルマーキング法があり、いずれも適用できる。

透明白濁型は、高分子薄膜の中に脂肪酸の微粒子を分散したもので、１１０℃以上に加熱すると脂肪酸の溶融により樹脂が膨張する。その後、冷却すると脂肪酸は過冷却状態になり液体のまま存在し、膨張した樹脂が固化する。その後、脂肪酸が固化収縮して多結晶の微粒子となり樹脂と微粒子間に空隙が生まれる．この空隙により光が散乱されて白色に見える。次に、８０℃から１１０℃の消去温度範囲に加熱すると、脂肪酸は一部溶融し、樹脂は熱膨張して空隙を埋める。この状態で冷却すると透明状態となり画像の消去が行われる。

ロイコ染料を用いたリライタブルマーキング法は、無色のロイコ型染料と長鎖アルキル基を有する顕消色剤との可逆的な発色及び消色反応を利用している。レーザ光により加熱されるとロイコ染料と顕消色剤が反応して発色し、そのまま急冷すると発色状態が保持される。そして、加熱後、ゆっくり冷却すると顕消色剤の長鎖アルキル基の自己凝集作用により相分離が起こり、ロイコ染料と顕消色剤が物理的に分離されて消色する。

また、媒体が、紫外光を当てるとＣ（シアン）に発色し、可視光のＲ（レッド）の光で消色するフォトクロミック化合物、紫外光を当てるとＭ（マゼンタ）に発色し、可視光のＧ（グリーン）の光で消色するフォトクロミック化合物、紫外光を当てるとＹ（イエロー）に発色し、可視光のＢ（ブルー）の光で消色するフォトクロミック化合物が、紙や樹脂フィルム等の支持体上に設けられた、いわゆるカラーリライタブルペーパーであっても良い。

これは、一旦紫外光を当てて真っ黒にし、Ｒ・Ｇ・Ｂの光を当てる時間や強さで、Ｙ・Ｍ・Ｃに発色する３種類の材料の発色濃度を制御してフルカラーを表現し、仮に、Ｒ・Ｇ・Ｂの強力な光を当て続ければ３種類とも消色して真っ白にすることもできる。

このような、光エネルギー制御によって発色に可逆性を与えるものも上記実施形態と同様な光走査装置を備える画像形成装置として実現できる。

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。

また、一例として図３７に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。

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、ブラック用の「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、及び転写装置Ｋ６」と、シアン用の「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、及び転写装置Ｃ６」と、マゼンタ用の「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、及び転写装置Ｍ６」と、イエロー用の「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、及び転写装置Ｙ６」と、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。

各感光体ドラムは、図３７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。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。

光走査装置２０１０は、前記光デバイス５１０と同様な光デバイスを、色毎に有している。そこで、上記光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、上記レーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。

ところで、カラープリンタ２０００では、各部品の製造誤差や位置誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、光走査装置２０１０の各光源が前記面発光レーザアレイチップ１００Ｍと同様な面発光レーザアレイチップを有していると、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。

以上説明したように、本発明の光デバイスによれば、光量変動の少ない安定した光を射出するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、高精度の光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を形成するのに適している。

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源ユニット（光源）、１００…レーザチップ（面発光レーザ素子）、１００Ａ…レーザチップ（面発光レーザ素子）、１００Ｍ…面発光レーザアレイチップ（複数の面発光レーザ素子）、１１１Ａ…透明層（誘電体膜）、１１１Ｂ…透明層（誘電体膜）、１５０…受光素子、２００…パッケージ部材、３００…カバーガラス（透明部材）、５１０…光デバイス、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、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、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

特許第３５６６９０２号公報 特許第３９５５９２５号公報 特開２００７−２０１３９８号公報 特開２００４−２８９０３３号公報 特開平１０‐０５１０６７号公報

Claims (11)

1. 射出領域内において中心部の反射率を周辺部に対して相対的に高くするための透明な誘電体膜を有する少なくとも１つの面発光レーザ素子と；
   第１の方向に関して前記面発光レーザ素子の一側に配置された受光素子と；
   前記面発光レーザ素子から射出された光の光路上に配置され、該光の一部をモニタ用光として前記受光素子に向けて反射する透明部材と；を備え、
   前記射出領域内における相対的に反射率が高い領域は、前記射出領域の中心を通り前記第１の方向に関する幅が、前記射出領域の中心を通り前記第１の方向に直交する第２の方向に関する幅よりも小さい形状異方性を有することを特徴とする光デバイス。
2. 前記射出領域内における相対的に反射率が低い領域は、前記射出領域の中心部を挟んで対向する第１の領域と第２の領域とからなり、
   前記第１の領域の重心と前記第２の領域の重心とを結ぶ直線は、前記透明部材における前記面発光レーザ素子から射出された光の入射位置での法線を前記射出領域が含まれる平面上に投影したときの直線と直交しないことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記受光素子の受光面に対する前記モニタ用光の入射角は、ブリュースター角と略一致してい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。
4. 前記射出領域内における相対的に反射率が高い領域は、透明な誘電体膜で覆われており、該誘電体膜の光学的厚さは、「発振波長／４」の偶数倍である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。
5. 前記射出領域内における相対的に反射率が低い領域は、透明な誘電体膜で覆われており、該誘電体膜の光学的厚さは、「発振波長／４」の奇数倍であ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。
6. 前記誘電体膜は、珪素の酸化膜もしくは珪素の窒化膜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。
7. 周囲が壁で囲まれた空間領域を有するパッケージ部材を備え、
   前記面発光レーザ素子及び前記受光素子は、前記空間領域の底面上に保持され、
   前記透明部材は、前記空間領域を封止す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。
8. 前記少なくとも１つの面発光レーザ素子は、複数の面発光レーザ素子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光デバイス。
9. 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１〜８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偏向器と；
   前記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。
10. 少なくとも１つの像担持体と；
    前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する少なくとも１つの請求項９に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
11. 前記画像情報は多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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