(57)【要約】【課題】ミラー部の平面度を改良した光走査装置を提供する。【解決手段】ミラー部４は、金属基板１上にシリコン基材にミラー面が形成されたシリコンミラー８が弾性接着剤９を介して貼り合わせて形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された開口部内に両側を梁部により支持されたミラー部が形成され、前記基板上に設けられた振動源を作動させて当該基板を撓ませることにより前記梁部を揺動軸として前記ミラー部を揺動させながら照射光を反射することで走査する光走査装置であって、
前記ミラー部は、金属基板上に鏡面部材が弾性接着剤を介して貼り合わせて形成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記弾性接着剤は、ショアA硬度で９０以下である請求項１記載の光走査装置。
【請求項３】
前記弾性接着剤は、シリコン樹脂系接着剤、変形シリコンポリマー樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、合成ゴム系接着剤のいずれかが用いられる請求項１又は２記載の光走査装置。
【請求項４】
前記ミラー部の平面度はピークバレー値で５００ｎｍ以下好ましくは２００ｎｍ以下より好ましくは１００ｎｍ以下となるように接着されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源より照射された光ビームを揺動するミラー部で反射して走査を行う光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源より照射されたレーザー光等の光ビームを走査する光走査装置は、レーザープリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置、投影型ディスプレイなどの画像表示装置、バーコードリーダ、エリアセンサーとして用いられている。
光走査装置の一例を示すと、支持部材に片持ち支持されたステンレス基板やシリコン基板などの矩形状の基板の自由端側に開口部が形成され、当該開口部内に梁部により両側が連結されたミラー部が設けられている。ミラー部は鏡面仕上げされているか、反射膜が形成されているか、鏡面部材が貼付けられている。
【０００３】
また、基板に圧電体、磁歪体、または永久磁石のいずれかによる薄膜よりなる振動源を設け、例えば圧電体の場合、駆動源より正電圧を印加すると延びが発生し、負電圧を印加すると縮みが発生するため、基板に撓みが発生する。この基板の上下方向の撓みに対して梁部にねじれ振動が発生してミラー部が揺動する。
【０００４】
基板としては、例えばステンレス材（ＳＵＳ材）などの金属基板が用いられ、ミラー部に相当する金属基板を研磨して十分な平坦度を確保してから、シリコンやガラスなどの基材に高反射率の膜が形成されたシリコンミラーを貼り付けてミラー部が形成されていた。（特許文献１）。また、使用する接着剤にはエポキシ樹脂やＵＶ（Ultra Violet）硬化樹脂等が用いられていた (特許文献２)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９３１１６号公報
【特許文献２】特開２００９−１７５３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した光走査装置においては、金属基板を研磨してミラー部を形成する場合、平面度、平坦度、表面粗さが実用化できるレベルになかった。さらに、平面度、平坦度、表面粗さを改善するために、シリコンミラーを金属基板に貼り付ける際に、エポキシ樹脂系接着剤やシアノアクリレート樹脂系接着剤などの瞬間接着剤を用いて接着すると、硬化時にシリコンミラーを変形させてしまい、シリコンミラーの平面度が低下してしまう。例えばシリコンミラーの平面度はピークバレー値で５００ｎｍ以上になる。これによりレーザープリンタ特にカラープリンタでは、ミラー部で反射する走査線の幅がばらついてしまう。
【０００７】
本発明の目的は、ミラー部の平面度を改良した光走査装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、以下に述べる実施の形態に適用される手段は次の通りである。基板に形成された開口部内に両側を梁部により支持されたミラー部が形成され、前記基板上に設けられた振動源を作動させて当該基板を撓ませることにより前記梁部を揺動軸として前記ミラー部を揺動させながら照射光を反射することで走査する光走査装置であって、前記ミラー部は、金属基板上に鏡面部材が弾性接着剤を介して貼り合わせて形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、前記弾性接着剤は、ショアA硬度で９０以下であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記弾性接着剤は、シリコン樹脂系接着剤、変形シリコンポリマー樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、合成ゴム系接着剤のいずれかが用いられることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ミラー部の平面度はピークバレー値で５００ｎｍ以下好ましくは２００ｎｍ以下より好ましくは１００ｎｍ以下となるように接着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上述した光走査装置を用いれば、ミラー部の平面度はピークバレー値で５００ｎｍ以下好ましくは２００ｎｍ以下より好ましくは１００ｎｍ以下となるように平面度を改善することができた。
また、鏡面部材を貼り付ける基板面を研磨する必要はないため、製造工程も簡略化することができる。これによりレーザープリンタ、特にカラープリンタでは、ミラー部で反射する走査線の幅を高精度に維持でき、画像品位を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】光学走査装置の平面図である。
【図２】図１の光走査装置の矢印Ａ−Ａ方向垂直断面図である。
【図３】接着剤を変えて平面度を調べた結果を示す評価結果の図である。
【図４】変形シリコンポリマー樹脂系接着剤を用いたミラー部の平面度を示すグラフ図である。
【図５】ウレタン樹脂系接着剤を用いたミラー部の平面度を示すグラフ図である。
【図６】シアノアクリレート樹脂系接着剤を用いたミラー部の平面度を示す比較例を示すグラフ図である。
【図７】エポキシ樹脂系接着剤を用いたミラー部の平面度を示す比較例を示すグラフ図である。
【図８】エポキシ樹脂系接着剤を用いたミラー部の平面度を示す比較例を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る光学走査装置の最良の実施形態について図面を参照して説明する。本実施例では、レーザービームプリンタ用に用いられる光走査装置（スキャナー）を例示して説明するものとする。
【００１５】
図１（ａ）（ｂ）を参照して光走査装置の概略構成について説明する。
基板１は金属板（ステンレススチール；ＳＵＳ３０４）などの矩形基板が好適に用いられる。基板１の長手方向中央部よりも端部よりに開口部（貫通孔）２が設けられている。この開口部２の中心部に梁部３が形成されて中央部にミラー部４が一体に支持されている。ミラー部４は梁部３を中心に軸対称に形成されている。また、基板１上であってミラー部４とは長手方向に反対側に振動源５が設けられている。振動源５として圧電素子（ＰＺＴ；チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられている。基板１は、長手方向一端側（振動源５側）が基板押圧部６とベース部７によって支持されている。
【００１６】
ここで、ミラー部４の振動原理について具体的に説明すると、たとえば圧電素子の表層側電極にプラスの電圧を印加すると圧電層が延びるため、基板１は上に撓む。また、圧電素子の表層側電極にマイナスの電圧を印加すると圧電層は縮むため、基板１は下に撓む。このとき、基板１に発生した定在波は、梁部３により支持された水平状態にあるミラー部４に、梁部３の捻れによる回転モーメントを発生させて、捻れ振動を生じさせる。
【００１７】
また、各振動源５に交番電圧を印加して梁部３の両側の基板１を反対方向に撓ませる動作を交互に繰り返すことによりミラー部４を所要の振幅で揺動させる。上記梁部３を捻れ軸としてミラー部４を所定の振幅で揺動させた状態でミラー部４へ例えばレーザー光を光照射することで、反射光（レーザービーム）を走査することができるようになっている。
【００１８】
また、振動源５としては、圧電素子のほかに、圧電体、磁歪体又は永久磁石体のいずれかが基板上に膜状に直接形成されていてもよい。成膜法としては、例えばエアロゾルデポジション法（AD法）、真空蒸着法、スパッタリング法や化学的気相成長法（CVD: Chemical Vapor Deposition）、ゾル−ゲル法などの薄膜形成技術を用いて、圧電体、磁歪体又は永久磁石体のいずれかが基板上に膜状に直接形成されていると、低電圧駆動で低消費電力の光走査装置を提供できる。
【００１９】
磁歪体や永久磁石体を用いる場合、外部から印加する交番磁界は、上記磁歪膜、永久磁石膜が形成された基板部近傍に設けられたコイルに交流電流を流すことで交番磁界を発生させる。尚、磁歪膜や永久磁石膜で基板に形成する場合、基板材料は非磁性材料である方が、より効率的に撓みを発生することができる。
【００２０】
次に、ミラー部４の構成について図２を参照して説明する。
ミラー部４は、金属基板１上にシリコン基材に鏡面が形成されたシリコンミラー８（鏡面部材）が弾性接着剤９を介して貼り合わせて形成されている。シリコンミラー８は鏡面仕上げしたシリコン（Si）基板に、公知のスパッタリング法などの薄膜成形技術を用いて鏡面となる薄膜（クロム薄膜層及び金薄膜層）が形成されている。尚、鏡面部材の材質は、シリコン以外でもよい。その場合、鏡面部材と金属基板１とが貼り合わせることができる弾性接着剤９を選定する。
【００２１】
弾性接着剤９としては、シリコン樹脂系接着剤、変形シリコンポリマー樹脂系接着剤（例えばセメダイン株式会社製スーパーＸＧNo.777クリアタイプ）、ウレタン樹脂系接着剤（例えばコニシ株式会社製ボンドウルトラ多用途ＳＵ）、合成ゴム系接着剤のいずれかが用いられる。この弾性接着剤９を用いることでシリコンミラー８の平面度が改善されるため、当該シリコンミラー８を貼り付ける金属基板１を研磨する必要はないため、製造工程も簡略化することができる。
【００２２】
ここで弾性接着剤の定義について説明する。接着剤業界において弾性接着剤であるか非弾性接着剤であるかについて、以下に述べる２つの見解がある。
（１）硬化した接着剤皮膜が力を加えると輪ゴムのように伸び、力がなくなると元に戻るというゴム状弾性体の性質を示し、化学反応硬化系の弾性機能を特化した機能性接着剤のことを弾性接着剤と呼称している。
（２）弾性接着剤の硬度をデュロメータ タイプＡ（ショアＡ硬度）で表示する。ショアＡ硬度は、一般ゴムの硬さを測定する規格で被測定物の表面に圧子（押針とかインデンタと呼ばれる）を押し込み変形させ、その変形量（押込み深さ）を測定し、デュロメータ（スプリング式ゴム硬度計）を用いて数値化したものである。ショアＡ硬度の数値が低いほど接着剤が軟らかく、高いほど接着剤が硬いことを示す。このショアＡ硬度の測定範囲は２０から９０で表され、その範囲に入るものが弾性接着剤である言える。例えばセメダイン社製スーパーＸＧNo.777クリアタイプはショアＡ硬度８２であるので弾性接着剤である。また、ショアＡ硬度９０を超える弾性接着剤は現在のところ確認されていない。
なお、瞬間接着剤や熱硬化型接着剤は明らかに非弾性接着剤であるので弾性体を測定するためのショアＡ硬度で測定値を表示できるものではなく、そのデータも無い。仮に硬度を測定したとしてもショアＡ硬度で９０を超えると考えられる。これらは一般にショアＤ硬度で測定値が表示されている。
本実施形態では技術内容をより明確に、また疑義が生じ難いように上記（２）で示したショアＡ硬度９０以下の接着剤を弾性接着剤と定義することにする。
【００２３】
シリコンミラー８の平面度はピークバレー値で５００ｎｍ以下好ましくは２００ｎｍ以下より好ましくは１００ｎｍ以下となるように接着されているのが好ましい。以下では、実施例と比較例について対比説明する。
【００２４】
〔実施例〕
以下の実施例で用いられるシリコンミラー８の大きさは4.6×1.2×0.28mm、基板厚みは0.15mmとする。
（実施例１）
弾性接着剤９としてセメダイン株式会社製スーパーＸＧNo.777クリアタイプ（ショアＡ硬度８２）を金属基板１に塗布しその上にシリコンミラー８を貼り付け、室温にて１時間放置してZygo社製非接触表面形状測定機NewView5000にて平面度を測定した。図３にシリコンミラー８の平面度の測定結果を示す。平面度の評価にはピークバレー（ＰＶ）を用いた。ピークバレーの結果は３２ｎｍであった（図４参照）。
【００２５】
（実施例２）
弾性接着剤９としてコニシ株式会社製ボンドウルトラ多用途ＳＵ（ショアＡ硬度４０）を金属基板１に塗布しその上にシリコンミラー８を貼り付け、室温にて１時間放置してZygo社製非接触表面形状測定機NewView5000にて平面度を測定した。図３にシリコンミラー８の平面度の測定結果を示す。平面度の評価にはピークバレー（ＰＶ）を用いた。ピークバレーの結果は３６ｎｍであった（図５参照）。
【００２６】
次に比較例について説明する。
（比較例１）
瞬間接着剤（非弾性接着剤）９としてヘンケルLOCTITE401を金属基板１に塗布しその上にシリコンミラー８を貼り付け、室温にて１時間放置してZygo社製非接触表面形状測定機NewView5000にて平面度を測定した。図３にシリコンミラー８の平面度の測定結果を示す。平面度の評価にはピークバレー（ＰＶ）を用いた。ピークバレーの結果は８１６ｎｍであった（図６参照）。尚、前述したように、瞬間接着剤は非弾性接着剤であるのでショアＡ硬度で表わすことはできない。
【００２７】
（比較例２）
熱硬化型接着剤（非弾性接着剤）９として株式会社スリーボンド社製TB2206を金属基板１に塗布しその上にシリコンミラー８を貼り付け、80℃３０分加熱処理して接着剤を硬化させた。その後Zygo社製非接触表面形状測定機NewView5000にて平面度を測定した。図３にシリコンミラー８の平面度の測定結果を示す。平面度の評価にはピークバレー（ＰＶ）を用いた。ピークバレーの結果は６００９ｎｍであった（図７参照）。尚、前述したように、瞬間接着剤は非弾性接着剤であるのでショアＡ硬度で表わすことはできない。
【００２８】
（比較例３）
熱硬化型接着剤（非弾性接着剤）９として株式会社スリーボンド社製TB22247Dを金属基板１に塗布しその上にシリコンミラー８を貼り付け、150℃３０分加熱処理して接着剤を硬化させた。その後Zygo社製非接触表面形状測定機NewView5000にて平面度を測定した。図３にシリコンミラー８の平面度の測定結果を示す。平面度の評価にはピークバレー（ＰＶ）を用いた。ピークバレーの結果は８７７７ｎｍであった（図８参照）。尚、前述したように、瞬間接着剤は非弾性接着剤であるのでショアＡ硬度で表わすことはできない。
【００２９】
また、基板１の厚みに関しては、動作中のミラーの平坦性やプロジェクターデバイスなどへの応用で要求されるミラーサイズを考慮し、シリコン（Ｓｉ）、ステンレススチール（ＳＵＳ３０４等）等の、或いはさらにカーボンナノチューブを前記材料へ成長させた基板を想定すると、少なくとも１０μｍ以上の厚みが望ましい。また、基板１は、両持ちタイプの基板であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  基板
２  開口部
３  梁部
４  ミラー部
５  振動源
６  基板支持部材
７  ベース部
８  シリコンミラー
９  弾性接着剤
【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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