(57)【要約】【課題】接着剤層の厚みのばらつきを防止して、光走査装置の性能を向上することができる光走査装置及び光走査装置の製造方法を提供すること。【解決手段】金属構造体２０の反りと、圧電素子３０の反り向きが同じ方向に反った状態で導電性接着剤２３により接着され、金線１０により配線が行われる。この状態で、金属構造体２０の凹面側の面２１が光学反射面となっている。金属構造体２０の反りと圧電素子３０の反りの向きを合わせて接着するので、導電性接着剤２３の層の厚みを均一にすることができるので、光走査装置の性能を向上することができる。また、金属構造体２０の凹面側の面２１を光学反射面とすることにより、凸面側の面２２を光学反射面とする場合に比較して反射光を収束することができる。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材から形成された構造体に捻れ梁部を形成し、当該捻れ梁部により支持されたミラー部を前記構造体に接着された圧電素子により揺動させて光走査を行う光走査装置の製造方法であって、
前記構造体用の板材の反りを計測する板材計測工程と、
前記構造体に接着される圧電素子の板材の反りを計測する圧電素子計測工程と
前記板材計測工程で反りが計測された構造体用の板材の凹面側に鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記鏡面加工工程で鏡面加工された板材から光走査装置に用いる構造体を形成する構造体形成工程と、
前記構造体形成工程で形成された構造体上の凸面側で前記圧電素子の板材が接着される箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
当該接着剤塗布工程で接着剤が塗布された構造体上の凸面側の所定位置に、前記圧電素子計測工程で反りが計測された圧電素子の板材の凹面側当接するように前記圧電素子の板材をマウントするマウント工程と、
当該マウント工程で圧電素子の板材がマウントされた構造体と当該圧電素子の板材とを圧着する圧着工程と
を備えたことを特徴とする光走査装置の製造方法。
【請求項２】
前記圧着工程の後に、接着剤を所定温度に上昇させて硬化させる硬化工程を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置の製造方法。
【請求項３】
板材から形成された構造体に捻れ梁部を形成し、当該捻れ梁部により支持されたミラー部を構造体に接着された圧電素子により揺動させて光走査を行う光走査装置であって、
前記構造体の凹面に鏡面が形成され、
前記構造体の凸面側の所定位置に、前記圧電素子の板材の凹面側が当接するように接着されていることを特徴とする光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの走査によりスキャンを行う光走査装置及び光走査装置の製造方法関し、特に捻れ梁（トーションバー）に支持された微小なミラーを揺動させて光ビームを偏光させる構成の光走査装置及び光走査装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ光等の光ビームを走査する光走査装置（光スキャナ）は、バーコードリーダ、レーザープリンタ、ヘッドマウントディスプレー等の光学機器、あるいは赤外線カメラ等入力デバイスの光取り入れ装置として用いられている。この種の光走査装置として、シリコンマイクロマシニング技術を利用した微小ミラーを揺動させる構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光走査装置は、基板に捻れ梁部を形成し、該捻れ梁部により支持されたミラー部を揺動させる光走査装置において、前記基板の一部に圧電体を接着し、該圧電体に電圧を印加して基板に誘起される板波を利用して捻れ梁部に支持されたミラー部を励振させることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光走査装置に使用する基板や圧電体は、内部応力や電極等の表面層の機械的特性による反りが生じている場合が多い。従来の光走査装置の製造方法では基板や圧電体の反りを考慮して接着を行っていなかったので、図１４に示すように、基板１２０の凸面側と圧電体１３０の凸面側と対向して接着剤で接合した場合には、端部側の接着剤層１２３が厚くなり接合不良を起こし易いという問題点があった。また、図１５に示すように、基板１２０の凹面側と圧電体１３０の凹面側とを対向して接着剤で接合した場合には、中央部分の接着材層１２３が厚くなり基板１２０の振動特性に悪影響が生じ、光走査装置の性能が低下すると共に安定性が悪くなるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、接着剤層の厚みのばらつきを防止して、光走査装置の性能を向上することができる光走査装置及び光走査装置の製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様の光走査装置の製造方法では、板材から形成された構造体に捻れ梁部を形成し、当該捻れ梁部により支持されたミラー部を前記構造体に接着された圧電素子により揺動させて光走査を行う光走査装置の製造方法であって、前記構造体用の板材の反りを計測する板材計測工程と、前記構造体に接着される圧電素子の板材の反りを計測する圧電素子計測工程と前記板材計測工程で反りが計測された構造体用の板材の凹面側に鏡面加工する鏡面加工工程と、前記鏡面加工工程で鏡面加工された板材から光走査装置に用いる構造体を形成する構造体形成工程と、前記構造体形成工程で形成された構造体上の凸面側で前記圧電素子の板材が接着される箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、当該接着剤塗布工程で接着剤が塗布された構造体上の凸面側の所定位置に、前記圧電素子計測工程で反りが計測された圧電素子の板材の凹面側当接するように前記圧電素子の板材をマウントするマウント工程と、当該マウント工程で圧電素子の板材がマウントされた構造体と当該圧電素子の板材とを圧着する圧着工程とを備えている。
【０００７】
この構成の光走査装置の製造方法では、構造体上の凸面側に接着剤を塗布して、圧電素子の板材の凹面側を接着することができるので、接着剤層の厚みのばらつきを防止して、光走査装置の性能を向上することができる。
【０００８】
また、前記圧着工程の後に、接着剤を所定温度に上昇させて硬化させる硬化工程を行っても良い。
【０００９】
また、本発明の第２の態様の光走査装置は、板材から形成された構造体に捻れ梁部を形成し、当該捻れ梁部により支持されたミラー部を構造体に接着された圧電素子により揺動させて光走査を行う光走査装置であって、前記構造体の凹面に鏡面が形成され、前記構造体の凸面側の所定位置に、前記圧電素子の板材の凹面側が当接するように接着されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成の光走査装置では、構造体上の凸面側に接着剤を塗布して、圧電素子の板材の凹面側を接着することができるので、接着剤層の厚みのばらつきを防止して、光走査装置の性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】光走査装置１の平面図である。
【図２】光走査装置１の正面図である。
【図３】光走査装置１の製造工程のフローチャートである。
【図４】光走査装置１の基板材準備・反り計測工程（Ｓ１）での金属構造体２０の状態を示す縦断面図である。
【図５】光走査装置１の鏡面加工工程（Ｓ２）での金属構造体２０の加工状態を示す縦断面図である。
【図６】圧電素子薄板準備・反り計測工程（Ｓ５）での圧電素子３０の状態を示す縦断面図である。
【図７】接着剤塗布工程（Ｓ４）での金属構造体２０の加工状態を示す縦断面図である。
【図８】マウント準備工程（Ｓ６）での金属構造体２０の状態を示す縦断面図である。
【図９】マウント準備工程（Ｓ６）での圧電素子３０の状態を示す縦断面図である。
【図１０】マウント工程（Ｓ７）での金属構造体２０及び圧電素子３０の状態を示す縦断面図である。
【図１１】圧着工程（Ｓ８）での金属構造体２０及び圧電素子３０の状態を示す縦断面図である。
【図１２】接着剤硬化工程（Ｓ９）での金属構造体２０及び圧電素子３０の状態を示す縦断面図である。
【図１３】配線工程（Ｓ１０）での金属構造体２０、圧電素子３０、金線１０の状態を示す縦断面図である。
【図１４】従来の光走査装置の部分縦断面図である。
【図１５】従来の光走査装置の部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態の光走査装置及び光走査装置の製造方法について説明する。まず、光走査装置１の構造について図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、光走査装置１は平面視矩形に形成され、開口部４を有する金属製の筐体２から構成されている。また、図１及び図２に示すように、光走査装置１は、筐体２の一端側（図１に於ける左側）に直方体形状の構造体固定治具３が設けられている。また、開口部４内には、平面視略矩形の板状の金属構造体２０が設けられ、金属構造体２０の一端側（図１に於ける左側）は、構造体固定治具３により、筐体２の一端側（図１における左側）に固定されている。また、金属構造体２０の他端側からは、一定の幅の梁結合部６が一対延設されている。各梁結合部６からは、各々捩り梁１１が延設されて平面視矩形のミラー５を保持している。このミラー５の上面側が光学反射面となっている。また、金属構造体２０の下面側には、圧電素子３０が導電性接着剤２３により接着されている。
【００１３】
次に、図３に示す光走査装置の製造工程のフローチャートと図４から図１３に示す構造工程の図を参照して光走査装置１の製造方法を説明する。光走査装置１の製造工程では、まず、金属構造体２０を構成する基板材２０を準備し、目視等によりどちらの側の面が反っているかを計測する（Ｓ１）。基板材２０の材質の一例としては、ステンレス板材を用い、サイズの一例としては、縦：１００ｍｍ、横：１００ｍｍ、厚み：０．１０mmを用いる。
【００１４】
次に、基板材２０の凹面側の面２１(図５参照）を鏡面加工する（Ｓ２）。この鏡面加工は、研磨加工や鍍金加工等により行う（Ｓ２）。次いで、基板材２０をエッチング加工等により、光走査装置１の金属構造体２０の形状に加工する（Ｓ３）。
【００１５】
このとき、Ｓ１からＳ３の加工工程と平行して、又は先だって、圧電素子３０の薄板（図６参照）を準備し、目視等によりどちらの側の面が反っているかを計測する（Ｓ５）。次いで、図７に示すように、金属構造体２０の反りが凹面側の面２１を下にして、金属構造体２０の反りが凸面側の面２２上の圧電素子３０が接着される箇所に導電性接着剤２３（一例として、Ａｇペースト）をディスペンサー等を用いて塗布する（Ｓ４）。
【００１６】
次いで、金属構造体２０への圧電素子３０のマウント準備を行う（Ｓ６）。この工程では、図８に示すように、実装機（一例として、フリップチップボンダー（九州松下電器産業（株）製、ＦＢ３０Ｔ−Ｍ（商品名））の専用トレイ４０上に導電性接着剤２３を塗布した金属構造体２０を凸面側の面２２を上に向け、凹面側の面２１を下に向けて配置する（Ｓ６）。また、図９に示すように、専用トレイ５０上に圧電素子３０を凸面側の面を上に向けて凹面側の面を下に向けて配置する（Ｓ６）。
【００１７】
次いで、マウント工程を行う（Ｓ７）。この工程では、実装機により、図１０に示すように、金属構造体２０の凸面側の面２２上の導電性接着剤２３が塗布されている位置に、圧電素子３０の凸面側の面を上側にし、凹面側の面を下側にし、金属構造体２０上の導電性接着剤２３に当接するようにマウントする（Ｓ７）。
【００１８】
次いで、圧着工程を行う（Ｓ８）。この圧着工程（Ｓ８）では、図１１に示すように、実装機のプレス金具６０により、所定の圧力（一例として、２ｋｇ重の加重）で、圧電素子３０を金属構造体２０に圧着する。この工程により、金属構造体２０、導電性接着剤２３、圧電素子３０が密着される。
【００１９】
次いで、接着剤の硬化工程を行う（Ｓ９）。一例として、導電性接着剤２３がＡｇペーストからなる場合には、１００℃から１５０℃の温度で、導電性接着剤２３を熱硬化させる（Ｓ９）。すると、図１２に示すように、金属構造体２０の反りと、圧電素子３０の反り向きが同じ方向に反った状態で導電性接着剤２３により接着される。
【００２０】
次いで、配線工程を行う（Ｓ１０）。この配線工程では、図１３に示すように、一例として金線１０により圧電素子３０と外部電源との配線を行う。この状態で、金属構造体２０の凹面側の面２１が光学反射面となっている。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態の光走査装置１では、金属構造体２０の反りと圧電素子３０の反りの向きを合わせて、接着するので、導電性接着剤２３の層の厚みを均一にすることができる。従って、導電性接着剤２３の層の厚みがばらつかず、光走査装置１の金属構造体２０及びミラー５の振動特性を均一にでき、光走査装置１の性能を向上することができる。また、金属構造体２０の凹面側の面２１を光学反射面とすることにより、凸面側の面２２を光学反射面とする場合に比較して反射光を収束することができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、金属構造体２０は必ずしもステンレスに限られず、他の金属やシリコン薄膜基板等を用いても良い。さらに、導電性接着剤２３は、Ａｇペーストに限られず、他の種類の接着剤を用いても良い。また、接着剤の硬化工程（Ｓ９）の温度条件は、例示であり、使用する接着剤に合わせて適宜決定すれば良い。
【符号の説明】
【００２３】
１  光走査装置
２  筐体
３  構造体固定治具
４  開口部
５  ミラー
６  梁結合部
１０  金線
１１  捩り梁
２０  金属構造体
２１  凹面側の面
２２  凸面側の面
２３  導電性接着剤
３０  圧電素子
６０  プレス金具
【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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【図１０】
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【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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