(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の枠部と、周縁部に通電により磁界を発生する平面コイルを備え、前記平面コイルで囲まれた中央部に反射鏡を備える平板状の可動板と、前記枠部に対して揺動可能に前記可動板を軸支するトーションバーと、が一体形成された半導体基板と、
前記枠部の第１面を支持し、前記可動板に対向する部分が開放されている第１支持部材と、
前記枠部の前記第１面の裏面である第２面を支持する第２支持部材と、
を有し、前記第１支持部材及び前記第２支持部材には、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動板の対辺の前記平面コイルに磁界を作用させ、前記可動板を挟んで対をなすよう磁石が設けられ、前記可動板を磁気力によって揺動させて光走査を行う光学ユニットであって、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記枠部を挟んで支持した状態で、前記第１面に平行で且つ前記トーションバーの軸方向に直交する方向に関して前記可動板の両側に配置された非磁性のビスによって光学ユニット箱に固定されていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記第１支持部材と前記第２支持部材は、弾性体緩衝材を介して前記非磁性のビスにより光学ユニット箱に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記第１支持部材及び前記第２支持部材はプラスチックで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項４】
板状の枠部と、周縁部に通電により磁界を発生する平面コイルを備え、前記平面コイルで囲まれた中央部に反射鏡を備える平板状の可動板と、前記枠部に対して揺動可能に前記可動板を軸支するトーションバーと、が一体形成された半導体基板と、
前記枠部の第１面を支持し、前記可動板に対向する部分が開放されている第１支持部材と、
前記枠部の前記第１面の裏面である第２面を支持する第２支持部材と、
を有し、前記第１支持部材及び前記第２支持部材には、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動板の対辺の前記平面コイルに磁界を作用させ、前記可動板を挟んで対をなす
よう磁石が設けられ、前記可動板を磁気力によって揺動させて光走査を行う光学ユニットであって、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記枠部を挟んで支持した状態で、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記第１面に平行で且つ前記トーションバーの軸方向に直交する方向に関して前記可動板の両側の部分が光学ユニット箱に設けられたガイドレール部に嵌め込まれており、
前記ガイドレール部に嵌め込まれた前記第１支持部材及び前記第２支持部材は抑えバネにより前記ガイドレール部の内面に押し付けられて光学ユニット箱に固定されていることを特徴とする光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザ光のスキャニングシステム等、ガルバノミラーを組み込んだ光学ユニットの組み立て方法、およびそのような方法によって組み立てられた光学ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガルバノミラーは、レーザ光を偏向走査するレーザスキャナ等に利用されるもので、その原理は、磁界中に配置した可動コイルに電流を流すと、電流と磁束とに関連して電磁力が発生して電流に比例した回転力（トルク）が生じる。このトルクとバネ力とが平衡する角度まで可動コイルが回動し、この可動コイルを介して指針を振らせて電流の有無や大小を検出するというガルバノメータの原理を利用したもので、可動コイルと一体に回転する軸に、前記指針の代わりに反射鏡を設けて構成される。
【０００３】
そして、従来の実用的なガルバノミラーとしては、例えば、磁界中に配置する可動コイルの代わりに可動鉄片を用い、その周囲に２つの永久磁石と４つの磁極を設けた磁性体とで磁路を構成し、前記磁性体に巻回した駆動コイルに流す電流の大小及び方向によって磁極間の磁束を変化させることにより、可動鉄片を介して反射鏡を揺動させ、レーザ光を偏光走査するようにしたものがある（例えば、共立出版株式会社「実用レーザ技術」，Ｐ２１０〜２１２，１９８７年１２月１０日発行等を参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体デバイスの高集積化に代表されるマイクロエレクトロニクスの発展に伴い、様々な機器が高機能化と共に小型化しており、前記ガルバノミラーを利用したレーザスキャニングシステム等を適用している、例えばレーザ顕微鏡等のレーザ応用機器も同様である。そして、より一層の小型化の要求がある。しかし、従来のガルバノミラーでは、駆動コイルが機械巻き等であることから今以上に小型化することが難しく、従って、このガルバノミラーによるレーザスキャニングシステムや、このシステムを用いるレーザ応用機器のより一層の小型化は難しい。
【０００５】
このような問題に対し、特開平０７−１７５００５号公報、特開平０７−１７６２５５号公報、特開平０７−２１８８５７号公報等に開示されたガルバノミラーは、半導体製造プロセスを用いて製造を行うことで、その小型化を図っている。
【０００６】
図７及び図８には、上記公報に記載された従来のガルバノミラーの構成を示す。
【０００７】
同図７及び図８において、ガルバノミラー１は、半導体基板であるシリコン基板２の上下面に、それぞれ例えばホウケイ酸ガラス等からなる上側及び下側絶縁基板としての上側及び下側ガラス基板３，４を陽極接合した３層構造となっている。そして、前記上側ガラス基板３は、後述する可動板５上方部分を開放するようシリコン基板２の図７の左右端に積層されている。
【０００８】
前記シリコン基板２には、平板状の可動板５と、この可動板５の中心位置でシリコン基板２に対して基板上下方向に揺動可能に可動板５を軸支するトーションバー６，６とが異方性エッチングによって一体形成されている。従って、可動板５及びトーションバー６もシリコン基板と同一材料からなっている。前記可動板５の上面周縁部には、通電により磁界を発生する銅薄膜からなる平面コイル７が絶縁被膜で覆われて設けられている。ここで、コイルは抵抗分によってジュール熱損失があり抵抗の大きな薄膜コイルを高密度に実装すると発熱により駆動力が制限されることから、本例では、従来公知の電解めっきによる電鋳コイル法によって前記平面コイル７を形成してある。電鋳コイル法は、基板上にスパッタで薄いニッケル層を形成し、このニッケル層の上に銅電解めっきを行って銅層を形成し、コイルに相当する部分を除いて銅層及びニッケル層を除去することで、銅層とニッケル層からなる薄膜の平面コイルを形成するもので、薄膜コイルを低抵抗で高密度に実装できる特徴があり、マイクロ磁気デバイスの小型化・薄型化に有効である。また、可動板５の平面コイル７で囲まれる上面中央部には、反射鏡としての全反射ミラー８がアルミニウム蒸着により形成されている。更に、シリコン基板２のトーションバー６，６の側方上面には、平面コイル７とトーションバー６，６の部分を介して電気的に接続する一対の電極端子９，９が設けられており、この電極端子９，９は、シリコン基板２上に電鋳コイル法により平面コイル７と同時形成される。
【０００９】
上側及び下側ガラス基板３の図中左右側には、前記トーションバー６，６の軸方向と平行な可動板５の対辺の平面コイル７部分に磁界を作用させる互いに対をなす円形状の永久磁石１０Ａ，１０Ｂと１１Ａ，１１Ｂが設けられている。互いに対をなす一方の各３個づつの永久磁石１０Ａ，１０Ｂは、図８に示すように、下側がＮ極、上側がＳ極となるよう設けられ、互いに対をなす他方の各３個づつの永久磁石１１Ａ，１１Ｂは、図８に示すように、下側がＳ極、上側がＮ極となるよう設けられている。
【００１０】
次に本例にかかるガルバノミラーの動作を説明する。例えば、図９に示すように、一方の電極端子９を＋極、他方の電極端子９を−極として平面コイル７に電流を流す。図８において矢印で示すように、可動板５の両側では、永久磁石１０Ａ及び１０Ｂ、１１Ａ及び１１Ｂによって、すなわち上下の磁石間で可動板５の平面に沿って平面コイル７を横切るような方向に磁界が形成されており、この磁界中の平面コイル７に電流が流れると、平面コイル７の電流密度と磁束密度に応じて平面コイル７、言い換えれば可動板５の両端に、電流・磁束密度・力のフレミングの左手の法則に従った方向（図９に示す）に磁気力Ｆが作用し、この力はローレンツ力から求められる。
【００１１】
この磁気力Ｆは、平面コイル７に流れる電流密度をｉ、永久磁石１０Ａ，１０Ｂと１１Ａ，１１Ｂによる磁束密度をＢとすると、下記の（１）式で求められる。
Ｆ＝ｉ×Ｂ  …（１）
実際には、平面コイル７の巻数ｎと、磁気力Ｆが働くコイル長ｗ（図９中に示す）により異なり、下記の（２）式のようになる。
Ｆ＝ｎｗ（ｉ×Ｂ）  …（２）
一方、可動板５が回動することによりトーションバー６，６が捩じられ、これによって発生するトーションバー６，６のばね反力Ｆ′と可動板５の変位角φの関係は、下記の（３）式のようになる。
φ＝（Ｍｘ／ＧＩｐ）
＝（Ｆ′×Ｌ／８．５×１０９×ｒ４）×ｌ１…（３）
ここで、Ｍｘは捩りモーメント、Ｇは横弾性係数、Ｉｐは極断面二次モーメントである。また、Ｌ、ｌ１、ｒは、それぞれ、トーションバーの中心軸から力点までの距離、トーションバーの長さ、トーションバーの半径であり、図９に示してある。
【００１２】
そして、前記磁気力Ｆとばね反力Ｆ′が釣り合う位置まで可動板５が回動する。従って、（３）式のＦ′に（２）式のＦを代入することにより、可動板５の変位角φは平面コイル７に流れる電流ｉに比例することが判る。従って、平面コイル７に流す電流を制御することにより、可動板５の変位角φを制御することができるので、例えば、トーションバー６，６の軸に対して垂直な面内において全反射ミラー８に入射するレーザ光の反射方向を自由に制御でき、全反射ミラー８の変位角を連続的に反復動作させれば、レーザ光のスキャニングができる。
【００１３】
次に、永久磁石による磁束密度分布の計算結果について説明する。
【００１４】
図１０は、本例に使用される円柱状の永久磁石の磁束密度分布計算モデルを示し、永久磁石のＮ極とＳ極それぞれの表面を微小領域ｄｙに分割し、求める点の磁束を計算した。Ｎ極表面で形成される磁束密度をＢｎ、Ｓ極表面で形成される磁束密度をＢｓとすると、これらは円柱状の永久磁石による磁束密度分布の計算式から、（４）式、（５）式によって求めることができる。
【００１５】
【数１】
0004700869.tif 000002
【００１６】
【数２】
0004700869.tif 000003
【００１７】
ここで、任意の点における磁束密度Ｂは、ＢｎとＢｓを合成したものになり、（６）式で示される。
Ｂ＝Ｂｎ＋Ｂｓ ・・・（６）
上記（５）式及び（６）式において、Ｂｒは永久磁石の残留磁束密度ｘ，ｙ，ｚは永久磁石の周りの空間の任意の点を表す座標、ｌは永久磁石のＮ極面とＳ極面との距離、ｄは各極面の半径である。例えば、半径１ｍｍ，高さ１ｍｍ，残留磁束密度０．８５ＴのＳｍ−Ｃｏ永久磁石ＤＩＡＮＥＴ ＤＭ−１８（商品名、セイコー電子部品製）を用いて、図１２に示すように配置した永久磁石の表面に垂直な面ａの磁束密度分布を計算した結果は図１２に示される。
【００１８】
図１１のように配置した場合には、磁石間の空間は、略０．３Ｔ以上の磁束密度となっている。次に、可動板５の変位量の計算結果について説明する。可動板５に形成する平面コイル７の幅を１００μｍ、巻数を１４、可動板５の厚さを２０μｍとし、トーションバー６の半径を２５μｍ，長さを１ｍｍ、可動板５の幅を４ｍｍ、長さを５ｍｍとして、（２）式と（３）式から求めた。尚、磁束密度は、前述の磁束密度分布計算で得られた０．３Ｔが使用される。
【００１９】
その結果として、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、電流１．５ｍＡで２度の変位角が得られることがわかる。尚、図１３（Ｃ）は電流と発生する熱量Ｑとの関係を示すもので、この時の単位面積当たりの発生熱量は１３μワット／ｃｍ２となった。次に、発熱量と放熱の関係について説明する。発熱量はコイルの抵抗で発生するジュール熱であり、従って、単位時間当たりに発生する熱量Ｑは下記の（７）式によって表される。
Ｑ＝ｉ２×Ｒ  …（７）
【００２０】
ここで、ｉはコイルに流れる電流、Ｒはコイルの抵抗である。発熱量対流による放熱量Ｑｃ  は下記の（８）式で表される。
Ｑｃ＝ｈＳΔＴ  …（８）
【００２１】
ここで、ｈは熱伝達係数（空気は５×１０−３〜５×１０−２〔ワット／ｃｍ２℃〕）、Ｓは素子の表面積、ΔＴは素子表面と空気との温度差である。
【００２２】
発熱部となる可動板の面積を２０ｍｍ２（４×５）とすると、（８）式は、
Ｑｃ＝１．０×ΔＴ〔ｍワット／℃〕  …（８）′
となり、数十μワット／ｃｍ２程度の発熱量ならば素子の温度上昇の問題は無視できることがわかる。尚、参考まで、輻射による放熱量Ｑｒは下記の（９）式で表される。
Ｑｒ＝εＳσＴ４  …（９）
【００２３】
ここで、εは輻射率（黒体はε＝１Ｄ    一般にε＜１）、Ｓは素子の表面積、σはステファンボルツマン定数（π２ｋ４／６０ｈ３ｃ２）、Ｔは素子の表面温度である。また、トーションバーからの伝導による放熱量Ｑａは下記の（１０）式で表される。
Ｑａ＝２λ（Ｓ／ｌ１）ΔＴ  …（１０）
【００２４】
ここで、λは熱伝導率（シリコンは８４ワット／ｍＫ）、Ｓはトーションバーの断面積、ｌ１  はトーションバーの長さ、ΔＴはトーションバーの両端の温度差である。トーションバーの半径を２５μｍ、長さを１ｍｍとすると（１０）式は、
Ｑａ＝０．１×ΔＴ〔ｍワット／℃〕  …（１０）′
となる。
【００２５】
次にトーションバーの可動板自重による撓みと、電磁力による可動板の撓みについて説明する。図１４にこれらの計算モデルを示す。トーションバーの長さをｌ１ 、トーションバーの幅をｂ、可動板の重さをｆ、可動板の厚さをｔ、可動板の幅をＷ、可動板の長さをＬ１ とすると、トーションバーの撓み量ΔＹは、片持ち梁の撓み量の計算方法を用いて、下記の（１１）式のようになる。
ΔＹ＝（１／２）（４ｌ１３ｆ／Ｅｂｔ３） …（１１）
【００２６】
ここで、Ｅはシリコンのヤング率である。
【００２７】
また、可動板の重さｆは下記の（１２）式で表される。
ｆ＝ＷＬ１×ｔρｇ  …（１２）
【００２８】
ここで、ρは可動板の体積密度、ｇは重力加速度である。
【００２９】
また、可動板の撓み量ΔＸは、同じく片持ち梁の撓み量の計算方法を用いて、下記の（１３）式のようになる。
ΔＸ＝４（Ｌ１／２）３Ｆ／ＥＷｔ３  …（１３）
【００３０】
ここで、Ｆは可動板の端に作用する磁気力である。そして、前記磁気力Ｆは（２）式のコイル長ｗを可動板の長さＷと見做して求める。
【００３１】
これら、トーションバーの撓み量と可動板の撓み量の計算結果を［表１］に示す。尚、可動板の撓み量は、磁気力Ｆを３０μＮとして計算したものである。
【００３２】
【表１】
0004700869.tif 000004
【００３３】
上記の［表１］から明らかなように、幅５０μｍ、長さ１．０ｍｍのトーションバーの場合、幅６ｍｍ、長さ１３ｍｍ、厚さ５０μｍの可動板による撓み量ΔＹは、０．１７８  μｍであり、可動板の厚さを倍の１００μｍとしても、撓み量ΔＹは、０．３５６  μｍである。また、幅６ｍｍ、長さ１３ｍｍ、厚さ５０μｍの可動板の場合、磁気力による撓み量ΔＸは、０．１２５  μｍであり、可動板両端の変位量を２００μｍ程度とすれば、ガルバノミラーの特性には何ら影響はない。
【００３４】
上記のような構成からなるガルバノミラーでは、その製造に半導体の製造プロセスを利用することで比較的小型化や薄型化が図られ、コイルの発熱による影響も無視でき、可動板５の揺動特性にも優れることとなる。このため、ガルバノミラーを構成要素とするレーザ光のスキャニングシステムの小型化を図ることができ、延いては、このスキャニングシステムを利用するレーザ応用機器の小型化が図られるようになる。また、（半導体素子の製造プロセスを利用することで、）大量生産も可能となった。
【００３５】
ところが、上記のようなプロセスで製造したガルバノミラーは、例えば上記スキャニングシステムのような光学ユニットに組み込まれた状態において、落下等の衝撃に対し十分な耐久性が保証されないという欠点があり、また、光束を収束させて小スポットを形成しようとすると、このミラーの周辺に配置されるべきレンズ群を保持する光学ユニットへの取り付けが必要であり、かつ精度よく行わなければならない。特にガルバノミラーでは強い磁石を必要とするために、磁性を有するビスでは、取り付け時にドライバーからひきつけられてミラーに衝撃を与えて破損させるといった問題が発生する。また、半導体製造プロセスで形成されるミラーの支持部は、面内で発生する応力には強いが、面に垂直に働く応力にはもろくなる。したがって、ユニットの取り付け面に凹凸があると局所的な応力でビスを締め付ける時に割れる恐れがある。あるいは、締め付けにより半導体基板に生じた応力によって固有振動数が設計値からずれてしまうことがある。
【００３６】
本発明はこのような実情に鑑みなされたもので、ガルバノミラーを組み込んだ光学ユニットについて、製品として十分な強度を確保しつつ、その小型化を図ることを目的とする。
【００３７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明は、
板状の枠部と、周縁部に通電により磁界を発生する平面コイルを備え、前記平面コイルで囲まれた中央部に反射鏡を備える平板状の可動板と、前記枠部に対して揺動可能に前記可動板を軸支するトーションバーと、が一体形成された半導体基板と、
前記枠部の第１面を支持し、前記可動板に対向する部分が開放されている第１支持部材と、
前記枠部の前記第１面の裏面である第２面を支持する第２支持部材と、
を有し、前記第１支持部材及び前記第２支持部材には、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動板の対辺の前記平面コイルに磁界を作用させ、前記可動板を挟んで対をなすよう磁石が設けられ、前記可動板を磁気力によって揺動させて光走査を行う光学ユニットであって、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記枠部を挟んで支持した状態で、前記第１面に平行で且つ前記トーションバーの軸方向に直交する方向に関して前記可動板の両側に配置された非磁性のビスによって光学ユニット箱に固定されていることを特徴とする。
【００３８】
また第２の発明は、
板状の枠部と、周縁部に通電により磁界を発生する平面コイルを備え、前記平面コイルで囲まれた中央部に反射鏡を備える平板状の可動板と、前記枠部に対して揺動可能に前記可動板を軸支するトーションバーと、が一体形成された半導体基板と、
前記枠部の第１面を支持し、前記可動板に対向する部分が開放されている第１支持部材と、
前記枠部の前記第１面の裏面である第２面を支持する第２支持部材と、
を有し、前記第１支持部材及び前記第２支持部材には、前記トーションバーの軸方向に平行な前記可動板の対辺の前記平面コイルに磁界を作用させ、前記可動板を挟んで対をなすよう磁石が設けられ、前記可動板を磁気力によって揺動させて光走査を行う光学ユニットであって、
前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記枠部を挟んで支持した状態で、前記第１支持部材及び前記第２支持部材の前記第１面に平行で且つ前記トーションバーの軸方向に直交する方向に関して前記可動板の両側の部分が光学ユニット箱に設けられたガイドレール部に嵌め込まれており、
前記ガイドレール部に嵌め込まれた前記第１支持部材及び前記第２支持部材は抑えバネにより前記ガイドレール部の内面に押し付けられて光学ユニット箱に固定されていることを特徴とする。
【００４３】
かかる構成によれば、ガルバノミラーを組み込んだ光学ユニットにとって、耐衝撃性と組み立て容易性とを両立して向上することができるようになる。
【００４４】
そしてその結果、半導体基板に形成され強力な磁石を用いるガルバノミラーが従来のものに比べて極めて小型なものとすることができるようになり、延いてはレーザ光を偏光走査するレーザスキャニングシステムの小型化を達成できるようになる。また、落下等の衝撃にもつよく所望の固有振動数を維持して組み立てることが可能となる。
【００４５】
また、とくに第４の発明によれば、ガルバノミラーと対象部剤との接合部位が接合面を形成するように接着による固定を行うことで、衝撃による応力が一箇所に集中することが避けられ、耐破損性が一層高くなる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４７】
なお、本発明の各実施の形態に適用されるガルバノミラーについて、基本的な構造及び製造プロセスは、図７〜図１４において説明した従来のガルバノミラーに関するものと略同様であるため、ここでの重複する図示・説明は割愛する。
【００４８】
以下、本発明の各実施の形態にかかるガルバノミラー、それを組み込んだ光学ユニット（光学ユニット箱）、およびその組み込みプロセス（光学ユニットの組み立てプロセス）について説明する。
【００４９】
先ず図１には、本発明の第１実施の形態にかかるガルバノミラーの製造工程を概略的に示す。
【００５０】
本実施の形態にかかるガルバノミラーの製造工程では、先ず、厚さ３００μｍのシリコン基板１０１の上下面を熱酸化して酸化膜（１μｍ）１０２を形成する（工程ａ）。次に、裏面側にホトリソグラフにより貫通穴のパターンを形成し、貫通穴部分の酸化膜をエッチング除去し（工程ｂ）、更に、可動板形成部の酸化膜を厚さ０．５μｍまで除去する（工程ｃ）。
【００５１】
次に、表面側にワックス層１０３を設けた後、貫通穴部分に異方性エッチングを１００μｍ行う（工程ｄ）。裏面側の可動板部分の薄い酸化膜を除去し（工程ｅ）、貫通穴と可動板部分に異方性エッチングを１００μｍ行う（工程ｆ）。表面側のワックス層１０３を除去し、表面側の酸化膜１０２上に、公知の電鋳コイル法によって平面コイル、電極端子部（図示せず）を形成し、また、アルミニウムの蒸着によって全反射ミラーを形成する（工程ｇ）。電鋳コイル法は、シリコン基板１０１の表面側にニッケルのスパッタを行ってニッケル層を形成し、銅電解めっきを行って銅層を形成する。次にポジ型のレジストで平面コイル及び電極端子に相当する部分をマスクし、銅エッチング、ニッケルエッチングを順次行い、エッチング後、レジストを除去し、更に、銅電解めっきを行ってニッケル層の全周を銅で覆い平面コイル及び電極端子に相当する銅層を形成する。
【００５２】
次に、銅層を除いた部分にネガ型のメッキレジストを塗布した後、銅電解めっきを行って銅層を厚くして、平面コイル及び電極端子を形成する。そして、平面コイル部分を例えば感光性ポリイミド等の絶縁層で覆う。平面コイルを２層にする場合は、再度ニッケルのスパッタ工程から絶縁層形成までの工程を繰り返し行えばよい。
【００５３】
次に、表面側にワックス層１０３′を設けた後、貫通穴及び可動板部分に異方性エッチングを１００μｍ行い、貫通穴部分を貫通させ、可動板部分を除いてワックス層１０３ ′を除去する。この際に、上下の酸化膜１０２も除去する。これにより、可動板５とトーションバー（図示せず）が形成され、図７のシリコン基板２が形成される（工程ｈ，ｉ，ｊ）。
【００５４】
次に、可動板部分のワックス層を除去した後、シリコン基板２の上下面に上側ガラス基板３と下側ガラス基板４をそれぞれ陽極接合によって結合する。次に、上下のガラス基板３，４の所定位置に永久磁石１０Ａ，１０Ｂと１１Ａ，１１Ｂを取付ける。
【００５５】
この永久磁石の取り付け方法は、図２に示すように、予め上下のプラスチックハウジング１４に磁石１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂをそれぞれ接着しておき、これに半導体基板部１を挟み込んで固定する。
【００５６】
図２において、プラスチックハウジング１４には、穴１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂが開けられており、互いに勘合して、ビスが通るようになっている。
【００５７】
本実施の形態では、光学ユニット箱１に対するガルバノミラー１の組み付けにあたり、図３（ａ）のごとく、非磁性のビス１７でトーションバー６の形成されていない枠部分２５ａ、２５ｂを光学ユニット箱２６の支持部１９に固定する。
図３（ｂ）は取り付け部の拡大図である。
【００５８】
同図３（ｂ）において、２２はレーザーダイオード、２３は集光用のレンズ、２４は走査光をドラム面状で集光させるレンズである。
図４において、ビス１７によってガルバノミラー１４が支持体１９に固定される。
【００５９】
ビス１７ａ、１７ｂの材料としては、非磁性の合金（非磁性のＳＵＳ）やプラスチックが用いられる。
【００６０】
このような枠部分２５ａ、２５ｂで固定する理由は、トーションバー６を軸として、ガルバノミラーの外枠と内部ミラーとは相反する方向への力が働くため、この力を安定してミラーに加えるためには、外枠部分での振動力がもっとも働く部分を固定することが好ましいからである。
【００６１】
このような非磁性のビス１７ａ、１７ｂであれば、強力なＳｍ−Ｃｏ磁石を用いても、ひきつけられてミラーを破損するといった問題を起こすことがなかった。
【００６２】
また、トーションバー６に近い枠部分で固定しようとすると、トーションバー６に応力が働いて、折れやすいことも判り本実施の形態の有効性が認められた。
【００６３】
（第２の実施の形態）
先の実施の形態では、非磁性のビス１７ａ、１７ｂを用いて光学ユニット箱体２６に固定したが、より好ましくはビス１７ａ、１７ｂとガルバノミラー１４の間に  緩衝材になる弾性体１８ａ、１８ｂ、たとえばシリコーンゴムのＯリングといったものを挿入しておくとよい。この様子を図４（ａ）にしめす。図４（ｂ）は取り付け部の拡大図である。
【００６４】
通常ビスを締めると、ビスの頭の裏の一箇所がミラーの外枠とあたり、応力の一点集中を生じる。本実施の形態によれば、ビス１７ａ、１７ｂの締め付け力が一点に集中することなく、分散されるので半導体基板内に応力が生じにくく割れが防止できる
（第３の実施の形態）
先の実施の形態では、光学ユニット箱２６の構造からすると、ガルバノミラー１４の取り付けに際してビスの締める方向が、箱の壁と干渉してやや締め難いものとなる。
【００６５】
そこで本実施の形態では、図５（ｂ）に示すごとくガルバノミラー１４の取り付けを予め光学ユニット箱２６に設けられたガイドレール２０と、抑えバネ２１とで固定するものである。図５（ａ）は光学ユニット箱の全体図である。
【００６６】
ガイドレール２０の内側の一面が光学系としての位置決め面としてはたらき、抑えバネはこの面にガルバノミラーを押し付ける方向に働く。この場合、バネの弾性で、固定されているため、光学ユニット２６に外力が働いてもその力をガイドレール２０の中でスラストして逃がすことができるか、バネ２１で吸収することができるので、光学ユニット２６に働く衝撃力に対して耐性の増す利点がある。
【００６７】
（第４の実施の形態）
本実施の形態では、光学ユニット箱２６とガルバノミラー１４との間の接着を行うことで、固定するものである。この様子を図６（ａ）と拡大図６（ｂ）に示す。この場合、用いる接着剤２７は、シリコーン系のものが好ましくかつ常温硬化型のものが便利である。多くの接着剤が熱硬化型として存在するが、熱履歴を与えると温度が下がった状態では、ガルバノミラー１４に応力を与えてしまうので、好ましくない。
【００６８】
また、アクリル系の接着剤等は揮発分でミラーが白濁してしまうので、好ましくない。
【００６９】
シリコーン系の接着剤は、硬化後も弾性を有するため、光学ユニット箱２６に外力が生じてもそれが直接ガルバノミラー１４に波及しないようにすることができる。
【００７０】
このように、上記各実施の形態にかかる光学ユニット箱（光学ユニット）の組み立て方法、及びそのような組み立て方法によって完成された光学ユニット箱（光学ユニット）によれば、シリコーン基板を用いて作成されたプレナー型ガルバノミラーを組み込んだ光学ユニットにとって、ガルバノミラーを破損させることなく確実に組み付けることができるようになり、さらに、完成品としての光学ユニットに関しても、落下等の外力による衝撃に対し十分な強度や耐久性が保証されるようになる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガルバノミラーを組み込んだ光学ユニットにとって、耐衝撃性と組み立て容易性とを両立して向上することができるようになる。
【００７２】
そしてその結果、半導体基板に形成され強力な磁石を用いるガルバノミラーが従来のものに比べて極めて小型なものとすることができるようになり、延いてはレーザ光を偏光走査するレーザスキャニングシステムの小型化を達成できるようになる。また、落下等の衝撃にもつよく所望の固有振動数を維持して組み立てることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるガルバノミラーの製造工程を説明する図。
【図２】同実施の形態にかかる光学ユニットの組み立て方法を説明する図。
【図３】同実施の形態にかかる光学ユニットを説明する図。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる光学ユニットを説明する図。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる光学ユニットを説明する図。
【図６】本発明の第４の実施の形態にかかる光学ユニットを説明する図。
【図７】ガルバノミラーの一例を示す図。
【図８】図７のＡ−Ａ’断面図。
【図９】ガルバノミラーの動作原理を説明する図。
【図１０】ガルバノミラーの永久磁石による磁束密度分布の計算モデル図。
【図１１】磁束密度分布位置を示す図。
【図１２】磁束密度分布の計算結果を示す図。
【図１３】可動板の変位量と電流量との計算結果を示すグラフ。
【図１４】トーションバー及び可動版の撓み量の計算モデル図。
【符号の説明】
１  ガルバノミラー
１０，１１  磁石
１４  ガルバノミラーの支持体
１７  非磁性ビス
１８  緩衝材
１９  光学ユニット箱の支持部
２０  光学ユニット箱のレール
２１  バネ
２２  レーザー
２３，２４  レンズ
２７  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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【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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