(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう光走査装置において、
入射光を正反射する反射手段と、
上記反射手段を保持する反射手段保持基板と、
上記反射手段保持基板を回動可能に両端部を支持する２本の梁部材からなるねじり回動軸と、
上記ねじり回動軸に支持された上記反射手段保持基板の側面の可動電極と、
上記可動電極を上記ねじり回動軸を介して形成して支持する第１の基板と、
上記第１の基板と上記第１の基板に重ねて接合した第２の基板との側面で、上記可動電極と対向する面に形成される固定電極と、を備え、
上記固定電極は、上記第１の基板と第２の基板の表面に形成された絶縁膜上に形成された導電性薄膜からなることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光走査装置において、
上記ねじり回動軸は、上記反射手段保持基板を回動可能に両端部を支持する同一直線上に設けた２本の梁からなることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光走査装置において、
上記絶縁膜は、酸化珪素により形成されていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置において、
上記第１の基板のシリコン基板と上記第２の基板のシリコン基板を直接接合により接合したことを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置において、
上記第１の基板のシリコン基板と上記第２の基板のガラス板を陽極接合により接合したことを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置において、
上記可動電極は、上記固定電極に対向する対向面が凹凸形状の可動電極凹凸形状対向面からなることを特徴とする光走査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光走査装置において、
上記可動電極凹凸形状対向面は、櫛歯形状対向面からなることを特徴とする光走査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の光走査装置において、
上記固定電極は、上記可動電極に対向する対向面が凹凸形状の固定電極凹凸形状対向面からなることを特徴とする光走査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光走査装置において、
上記固定電極凹凸形状対向面は、櫛歯形状対向面からなることを特徴とする光走査装置。
【請求項１０】
静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置の製造方法において、
第１の基板のシリコン基板に、第２の基板のシリコン基板を真空中で重ね、大気に解放後に加熱する直接接合で製造することを特徴とする光走査装置の製造方法。
【請求項１１】
静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置の製造方法において、
シリコン基板からなる第１の基板とガラス板からなる第２の基板を真空中で、接合荷重を加え、接合電圧を印加し、接合温度に加熱する陽極接合で製造することを特徴とする光走査装置の製造方法。
【請求項１２】
電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置において、
回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体と、上記画像担持体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置からなる潜像形成手段と、上記潜像形成手段の上記光走査装置によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像手段と、上記現像手段で形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段とからなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
光走査を行なって読み取りを行なう読取装置において、被読み取り面を光走査する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置と、上記光走査装置が被読み取り面を光走査した反射光を受光する受光素子とからなることを特徴とする読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置、及び、その光走査装置の製造方法、並びに、その光走査装置を具備する画像形成装置、及び、その光走査装置を具備する読取装置に関し、詳しくは、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう光走査装置、及び、その光走査装置の製造方法、並びにその光走査装置を具備する電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置、及び、その光走査装置を具備する被読み取り面を光走査して読み取りを行なう読取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光走査装置は、２本の梁で支持された薄膜で形成されたミラー基板を、ミラー基板に対向する位置に設けた電極との間の静電引力で、２本の梁をねじり回転軸として往復振動させている。
このように、マイクロマシニング技術で薄膜で形成される光走査装置は、従来のモーターを使ったポリゴンミラーの回転による光走査装置と比較して、構造が簡単で半導体プロセスでの一括形成が可能なため、小型化が容易で製造コストも低く、また単一の反斜面であるため複数面による精度のばらつきがなく、さらに往復走査であるため高速化にも対応できる等の効果が期待されて、電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置や光走査を行なって読み取りを行なう読取装置等に搭載することが提案されている。
このような、静電駆動のねじり振動型の光走査装置としては、梁をＳ字型として剛性を下げ、小さな駆動力で大きな振れ角が得られるようにしたもの（特許第２９２４２００号の公報を参照）、梁の厚さをミラー基板、フレーム基板よりも薄くしたもの（特開平７−９２４０９の公報を参照）、固定電極をミラー部の振動方向に重ならない位置に配置したもの（特許第３０１１１４４号の公報等を参照）、又、対向電極をミラーの振れの中心位置から傾斜させて設置することで、ミラーの振れ角を変えずに駆動電圧を下げたものが公知である。
更に、小さなミラー基板の振れ角で大きな光走査角が得られるようにする為に、光偏向部と対向して反射部を設け、両者間で２回以上反射させて走査するねじり振動型の光走査装置が、同一出願人の発明者から提案されている。
然し、これらは、構造が複雑で、歩留まりも低く、コスト高である。
【０００３】
図１３は従来例の斜視図、図１４はその断面図であり、従来の光走査装置３００は、ミラー３０１を有するミラー基板３０２を支持する２本の梁部材からなるねじり回動軸３０３が形成された基板３０５と、ミラー基板３０２に設けた可動電極３０４と、可動電極３０４に対向して設けた固定電極３０６を有し、可動電極３０４と固定電極３０６との間の静電引力で、２本の梁部材からなるねじり回動軸３０３を回動軸としてミラー基板３０２を往復振動させるようにして、ミラー３０１を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なうようになっている。
そこで、共振状態におけるミラー３０１を有するミラー基板３０２の振れ角（θ）は、θ＝（Ｔｑ／Ｉ）・Ｋ、の式で与えられる。
但し、（Ｔｑ）はミラー３０１を有するミラー基板３０２に働く静電トルク、（Ｉ）はミラー３０１を有するミラー基板３０２の慣性モーメント、（Ｋ）は２本の梁部材からなるねじり回動軸３０３によって決まる常数である。
即ち、ミラー基板３０２上のミラー３０１の振れ角（θ）を大きくしようとすると、静電トルク（Ｔｑ）を大きくするか、ミラー３０１を有するミラー基板３０２の慣性モーメント（Ｉ）を小さくする方法がとられる。
特に、画像形成装置の電子写真プロセスでレーザープリンタ等の光書き込み装置として用いる場合、感光体面に形成されるビーム形状に決まってくる反射面のミラーをミラー基板に持つことが必要になる。
よって、ミラー慣性モーメント（Ｉ）は小さく出来ない。
他方、静電トルク（Ｔｑ）は、駆動電圧に比例して大きくなり、振れ角（θ）を大きくすると、駆動電圧が高くなりコストが高くなっていた。
即ち、従来の光走査装置、及び、その光走査装置を具備する画像形成装置及、び、その光走査装置を具備する読取装置は、ミラーの振れ角（θ）を大きくすると駆動電圧が高くなり、コスト高になる。
従って、従来の静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう光走査装置は、構造が複雑で、光走査を行なう振れ角が小さく、駆動電圧が高く、歩留まりも低く、コスト高であると言う不具合が生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置、及び、その光走査装置の製造方法、並びに、その光走査装置を具備する画像形成装置、及び、その光走査装置を具備する読取装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の本発明は、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう光走査装置において、入射光を正反射する反射手段と、上記反射手段を保持する反射手段保持基板と、上記反射手段保持基板を回動可能に両端部を支持する２本の梁部材からなるねじり回動軸と、上記ねじり回動軸に支持された上記反射手段保持基板の側面の可動電極と、上記可動電極を上記ねじり回動軸を介して形成して支持する第１の基板と、上記第１の基板と上記第１の基板に重ねて接合した第２の基板との側面で、上記可動電極と対向する面に形成される固定電極と、を備え、上記固定電極は、上記第１の基板と第２の基板の表面に形成された絶縁膜上に形成された導電性薄膜からなることを特徴とする。
請求項２の本発明は、請求項１に記載の光走査装置において、上記ねじり回動軸は、上記反射手段保持基板を回動可能に両端部を支持する同一直線上に設けた２本の梁からなることを特徴とする。
請求項３の本発明は、請求項１に記載の光走査装置において、上記絶縁膜は、酸化珪素により形成されていることを特徴とする。
請求項４の本発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置において、上記第１の基板のシリコン基板と上記第２の基板のシリコン基板を直接接合により接合したことを特徴とする。
請求項５の本発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の光走査装置において、上記第１の基板のシリコン基板と上記第２の基板のガラス板を陽極接合により接合したことを特徴とする。
請求項６の本発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の光走査装置において、上記可動電極は、上記固定電極に対向する対向面が凹凸形状の可動電極凹凸形状対向面からなることを特徴とする。
【０００６】
請求項７の本発明は、請求項６に記載の光走査装置において、上記可動電極凹凸形状対向面は、櫛歯形状対向面からなることを特徴とする。
請求項８の本発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の光走査装置において、上記固定電極は、上記可動電極に対向する対向面が凹凸形状の固定電極凹凸形状対向面からなることを特徴とする。
請求項９の本発明は、請求項８に記載の光走査装置において、上記固定電極凹凸形状対向面は、櫛歯形状対向面からなることを特徴とする。
請求項１０の本発明は、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置の製造方法において、
第１の基板のシリコン基板に、第２の基板のシリコン基板を真空中で重ね、大気に解放後に加熱する直接接合で製造することを特徴とする。
請求項１１の本発明は、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置の製造方法において、
シリコン基板からなる第１の基板とガラス板からなる第２の基板を真空中で、接合荷重を加え、接合電圧を印加し、接合温度に加熱する陽極接合で製造することを特徴とする。
【０００７】
請求項１２の本発明は、電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置において、回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体と、上記画像担持体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置からなる潜像形成手段と、上記潜像形成手段の上記光走査装置によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像手段と、上記現像手段で形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段とからなることを特徴とする。
請求項１３の本発明は、光走査を行なって読み取りを行なう読取装置において、被読み取り面を光走査する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置と、上記光走査装置が被読み取り面を光走査した反射光を受光する受光素子とからなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の実施形態に係る光走査装置の断面図及び分解斜視図であり、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう光走査装置０は、入射光を正反射する反射手段１のミラーと、上記反射手段１のミラーを保持する反射手段保持基板２と、上記反射手段保持基板２を回動可能に両端部を支持する同一直線上に設けた２本の梁部材からなるねじり回動軸３と、上記ねじり回動軸３に支持された上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の側面の可動電極４と、上記可動電極４を上記ねじり回動軸３を介して形成して支持する第１の基板５と、上記第１の基板５に重ねた環状の第２の基板６を接合して上記可動電極４と対向する固定電極７とからなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである。
上記第１の基板５は、エッチングによる加工により、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の両側面に、上記ねじり回動軸３が形成されている。
上記第１の基板５に、図示の矢印（Ａ）方向から位置合わせされて重ねた上記第２の基板６を直接接合、又は、陽極接合した後に、重ねて接合された上記第１の基板５と上記第２の基板６の表面に、上記可動電極４と上記固定電極７間が格安に絶縁状態が確実に確保されるように形成される酸化珪素（ＳｉＯ２）の絶縁膜８上に形成された導電性薄膜からなる上記固定電極７が、上記可動電極４と対向して形成されている。
上記可動電極４と上記固定電極７は、図示のように駆動電圧印加手段１０に接続され、上記駆動電圧印加手段１０による駆動電圧の印加で、静電力で上記ねじり回動軸３が回動して入射光の反射方向を変えて光走査が行なわれるようになっている。
上記光走査装置０においては、共振状態における上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の振れ角（θ）は、（θ）＝（Ｔｑ／Ｉ）・Ｋ、の式で与えられる。
但し、（Ｔｑ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２に働く静電トルク、（Ｉ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の慣性モーメント、（Ｋ）は上記ねじり回動軸３よって決まる常数である。
静電トルク（Ｔｑ）は、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式で与えられる。
但し、（Ｓ）は上記可動電極４と上記固定電極７間との対向面積、（Ｖ）は上記駆動電圧印加手段１０による印加電圧、（ｇ）は上記可動電極４と上記固定電極７間との電極間距離である。
【０００９】
上記光走査装置０は、上記第１の基板５に位置合わせされて重ねた上記第２の基板６を接合することにより形成されているので、上記第１の基板５の板厚を薄くする事により、上記可動電極４と上記固定電極７間の電極間隙（ｇ）を小さく加工することが可能となる。
又、上記第１の基板５に上記第２の基板６を接合するため、上記可動電極４に対向する上記固定電極７の対向面積（Ｓ）を大きくすることが出来るから、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式において対向面積（Ｓ）は大きく、上記可動電極４と上記固定電極７間の電極間隙（ｇ）も小さくなり、より静電トルク（Ｔｑ）は大きくできる。
従って、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである上記光走査装置０を提供することが出来るようになった。
上記第１の基板５に位置合わせされて重ねた上記第２の基板６を接合する直接接合方法は、上記第１の基板５のシリコン基板５ａの、表面に上記第２の基板６のシリコン基板６ａを真空中で図示の矢印（Ａ）方向から重ね合わせた後に（図２を参照）、又は、裏面に図示しない後述する第３の基板９のシリコン基板９ａを真空中で図示の矢印（Ｂ）方向から重ね合わせた後に（図２を参照）、大気に解放後に１０００℃に加熱して行なわれて製造されるから、ウエファー単位で接合され、接合コストを低下することが出来る。
従って、更に、低コストの上記光走査装置０の製造方法を提供することが出来るようになった。
【００１０】
図３において、上記第１の基板５の上記シリコン基板５ａの表面に位置合わせされて重ねた上記第２の基板６のパイレックスガラスのガラス板６ｂ、又は、再度、裏面に位置合わせされて重ねた図示しない上記第３の基板９のパイレックスガラスのガラス板９ｂの陽極接合は、陽極接合装置２０により、バキュームポンプ２５により内部を負圧に保ちながら、観測窓２１で内部観察が行なわれ、重り２２で接合加重が５０（ｇｆ/ｃｍ２）に制御され、電源２３で接合電圧を５００（Ｖ）×２５（分）にコントロールされ、ヒーター２４は接合温度を温度制御装置２４ａにより５００℃にコントロールされて製造されるから、接合強度が大きく、歩留まりも向上することが出来る。
従って、接合強度が大きく、歩留まりも向上して、更に、低コストの上記光走査装置０、及び、その上記光走査装置０の製造方法を提供することが出来るようになった。
【００１１】
図４及び図５は他の実施形態の構成を示す断面図及び分解斜視図であり、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう上記光走査装置０は、入射光を正反射する上記反射手段１のミラーと、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２と、上記反射手段保持基板２を回動可能に両端部を支持する同一直線上に設けた２本の梁部材からなる上記ねじり回動軸３と、上記ねじり回動軸３に支持された上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の側面の上記可動電極４と、上記可動電極４を上記ねじり回動軸３を介して形成して支持する上記第１の基板５と、上記第１の基板５に重ねた上記第２の基板６と上記第３の基板９を接合して上記可動電極４と対向する固定電極７’とからなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである。
上記第１の基板５は、エッチングによる加工により、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の両側面に、上記ねじり回動軸３が形成されている。
上記第１の基板５に、図示のように矢印（Ａ）方向から位置合わせされて重ねた上記第２の基板６と図示のように矢印（Ｂ）方向から位置合わせされて重ねた上記第３の基板９を直接接合、又は、陽極接合した後に、重ねて接合された上記第１の基板５に、上記第２の基板６と上記第３の基板９の表面に、格安に絶縁状態が確保されるように形成される酸化珪素（ＳｉＯ２）の上記絶縁膜８上に形成された導電性薄膜からなる上記固定電極７’が、上記可動電極４と対向して形成されている。
上記可動電極４と上記固定電極７’は、図示のように駆動電圧印加手段１０に接続され、上記駆動電圧印加手段１０による駆動電圧の印加で、静電力で上記ねじり回動軸３が回動して入射光の反射方向を変えて光走査が行なわれるようになっている。
【００１２】
上記光走査装置０においては、共振状態における上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の振れ角（θ）は、（θ）＝（Ｔｑ／Ｉ）・Ｋ、の式で与えられる。
但し、（Ｔｑ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２に働く静電トルク、（Ｉ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の慣性モーメント、（Ｋ）は上記ねじり回動軸３よって決まる常数である。
静電トルク（Ｔｑ）は、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式で与えられる。
但し、（Ｓ）は上記可動電極４と上記固定電極７’間との対向面積、（Ｖ）は上記駆動電圧印加手段１０による印加電圧、（ｇ）は上記可動電極４と上記固定電極７’間との電極間距離である。
上記光走査装置０は、上記第１の基板５に、位置合わせされて重ねた上記第２の基板６と上記第３の基板９を接合することにより形成されているので、上記第１の基板５の板厚を、更に、薄くする事により、上記可動電極４と上記固定電極７’間の電極間隙（ｇ）を、更に、小さく加工することが可能となる。
又、上記第１の基板５に、上記第２の基板６と上記第３の基板９を接合するため、上記可動電極４に対向する上記固定電極７’の対向面積（Ｓ）を、更に、大きくすることが出来るから、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式において対向面積（Ｓ）は更に大きく、上記可動電極４と上記固定電極７’間の電極間隙（ｇ）は更に小さくなり、より更に静電トルク（Ｔｑ）は大きくできる。
従って、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも更に高く、更に低コストである上記光走査装置０を提供することが出来るようになった。
【００１３】
図６及び図７は本発明の他の実施形態に係る断面図及び分解斜視図であり、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう上記光走査装置０は、入射光を正反射する上記反射手段１のミラーと、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２と、上記反射手段保持基板２を回動可能に両端部を支持する同一直線上に設けた２本の梁部材からなる上記ねじり回動軸３と、上記ねじり回動軸３に支持された上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の側面の上記可動電極４の凹凸形状に形成された可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の櫛歯形状対向面４ａ１と、上記櫛歯形状対向面４ａ１を上記ねじり回動軸３を介して形成して支持する上記第１の基板５と、上記第１の基板５に重ねた上記第２の基板６を接合して上記櫛歯形状対向面４ａ１と互い違いに対向する櫛歯形状の櫛歯形状対向面７ａ１とからなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである。
上記第１の基板５は、エッチングによる加工により、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の両側面に、上記ねじり回動軸３が形成されている。
上記第１の基板５に、図示の矢印（Ａ）方向から位置合わせされて重ねた上記第２の基板６を直接接合、又は、陽極接合した後に、重ねて接合された上記第１の基板５と上記第２の基板６の表面に、格安に絶縁状態が確保されるように形成される酸化珪素（ＳｉＯ２）の上記絶縁膜８上に形成された導電性薄膜からなる上記固定電極７の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１が、上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記櫛歯形状対向面４ａ１と互い違いに対向して形成されている。
櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１とは、図示のように上記駆動電圧印加手段１０に接続され、上記駆動電圧印加手段１０による駆動電圧の印加で、静電力で上記ねじり回動軸３が回動して入射光の反射方向を変えて光走査が行なわれるようになっている。
【００１４】
上記光走査装置０においては、共振状態における上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の振れ角（θ）は、（θ）＝（Ｔｑ／Ｉ）・Ｋ、の式で与えられる。
但し、（Ｔｑ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２に働く静電トルク、（Ｉ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の慣性モーメント、（Ｋ）は上記ねじり回動軸３よって決まる常数である。
静電トルク（Ｔｑ）は、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式で与えられる。
但し、（Ｓ）は上記可動電極４の凹凸形状に形成された可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間との互い違いの対向面積、（Ｖ）は上記駆動電圧印加手段１０による印加電圧、（ｇ）は上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間との電極間距離である。
上記光走査装置０は、上記第１の基板５に位置合わされて重ねた上記第２の基板６を接合することにより形成されているので、上記第１の基板５の板厚を薄くする事により、上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間の電極間隙（ｇ）を小さく加工することが可能となる。
又、上記第１の基板５に上記第２の基板６を接合するため、上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と互い違いに対向する上記固定電極７の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１との対向面積（Ｓ）を、更に、大きくすることが出来るから、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式において対向面積（Ｓ）は、更に、大きく、上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間の電極間隙（ｇ）を更に小さくなり、より静電トルク（Ｔｑ）は、更に、大きくできる。
従って、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである上記光走査装置０を提供することが出来るようになった。
【００１５】
図８及び図９は他の実施形態に係る光走査装置の断面図及び分解斜視図であり、静電力でねじり回動軸を回動して入射光の反射方向を変えて光走査を行なう上記光走査装置０は、入射光を正反射する上記反射手段１のミラーと、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２と、上記反射手段保持基板２を回動可能に両端部を支持する同一直線上に設けた２本の梁部材からなる上記ねじり回動軸３と、上記ねじり回動軸３に支持された上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の側面の上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と、櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１を上記ねじり回動軸３を介して形成して支持する第１の基板５と、上記第１の基板５に重ねた上記第２の基板６と上記第３の基板９を接合して櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と対向する固定電極７’とからなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである。
上記第１の基板５は、エッチングによる加工により、上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の両側面に、上記ねじり回動軸３が形成されている。
上記第１の基板５に、図示のように矢印（Ａ）方向から位置合わせされて重ねた上記第２の基板６と図示のように矢印（Ｂ）方向から位置合わせされて重ねた上記第３の基板９を直接接合、又は、陽極接合した後に、重ねて接合された上記第１の基板５に、上記第２の基板６と上記第３の基板９の表面に、格安に絶縁状態が確保されるように形成される酸化珪素（ＳｉＯ２）の上記絶縁膜８上に形成された導電性薄膜からなる上記固定電極７’の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１が、櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と互い違いに対向して形成されている。
櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７’の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１は、図示のように上記駆動電圧印加手段１０に接続され、上記駆動電圧印加手段１０による駆動電圧の印加で、静電力で上記ねじり回動軸３が回動して入射光の反射方向を変えて光走査が行なわれるようになっている。
【００１６】
上記光走査装置０においては、共振状態における上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の振れ角（θ）は、（θ）＝（Ｔｑ／Ｉ）・Ｋ、の式で与えられる。
但し、（Ｔｑ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２に働く静電トルク、（Ｉ）は上記反射手段１のミラーを保持する上記反射手段保持基板２の慣性モーメント、（Ｋ）は上記ねじり回動軸３よって決まる常数である。
静電トルク（Ｔｑ）は、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式で与えられる。
但し、（Ｓ）は上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７’の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間の互い違いの対向面積、（Ｖ）は上記駆動電圧印加手段１０による印加電圧、（ｇ）は上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７’の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間との電極間距離である。
上記光走査装置０は、上記第１の基板５に、位置合わせされて重ねた上記第２の基板６と上記第３の基板９を接合することにより形成されているので、上記第１の基板５の板厚を更に薄くする事により、櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間の電極間隙（ｇ）を、更に、小さく加工することが可能となる。
又、上記第１の基板５に、上記第２の基板６と上記第３の基板９を接合するため、櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１に対向する櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１の対向面積（Ｓ）を、更に、大きくすることが出来るから、（Ｔｑ）∝Ｓ・（Ｖ／ｇ）２、の式において  対向面積（Ｓ）は更に大きく、上記可動電極４の凹凸形状に形成された上記可動電極凹凸形状対向面４ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面４ａ１と上記固定電極７’の凹凸形状に形成された上記固定電極凹凸形状対向面７ａの櫛歯形状の上記櫛歯形状対向面７ａ１間の電極間隙（ｇ）は更に小さくなり、より更に静電トルク（Ｔｑ）は大きくできる。
従って、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも更に高く、更に低コストである上記光走査装置０を提供することが出来るようになった。
【００１７】
図１０と図１１において、電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置１００は、図示の矢印（Ｃ）方向に回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体１０１のドラム形状の感光体と、帯電手段１０５で均一に帯電された上記画像担持体１０１のドラム形状の感光体上を上記光走査装置０からなる潜像形成手段１０２で光書き込みを行なって潜像を形成し、上記潜像形成手段１０２の上記光走査装置０によって形成された潜像を現像手段１０３で顕像化してトナー画像を形成し、上記現像手段１０３で形成されたトナー画像を転写手段１０４で被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写して、被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写されたトナー画像を定着手段１０６で定着した後に、被転写体（Ｐ）の転写用紙を排紙トレイ１０７に排紙して収納される。
他方、トナー画像を上記転写手段１０４で被転写体（Ｐ）の転写用紙に転写した後の上記画像担持体１０１のドラム形状の感光体は、クリーニング手段１０８でクリーニングされて次工程の画像形成に備えるようになっている。
上記光走査装置０からなる潜像形成手段１０２は、複数個の上記光走査装置０を主走査方向に配置されていて、書き込み幅に対して、複数個の上記光走査装置０により書き込みが行なわれる（図１１を参照）。
光源１０２ａは、半導体レーザであり、図示しない画像信号生成装置による画像信号に基づき発光する。
光源１０２ａからの入射光束（Ｒ）を、第１のレンズシステム１０２ｂを介して上記光走査装置０に照射し、上記光走査装置０は画像情報に応じて、上記反射手段１のミラーを通じて入射光束（Ｒ）を第２のレンズシステム１０２ｃを通じて上記画像担持体１０１のドラム形状の感光体上の表面に結像させるようになっている。
従って、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである上記光走査装置０を具備する部品数が少なく小型で製造コストも低く高精度で高速化にも対応出来る電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する上記画像形成装置１００を提供することが出来るようになった。
【００１８】
図１２において、光走査を行なって読み取りを行なう読取装置２００のバーコードリーダやスキャナーは、上記光走査装置０が光走査を行って、読み取りを行なう入射光束（Ｒ）の反射方向を変えて被読み取り面（Ｏ）を照射して、上記光走査装置０の光走査による被読み取り面（Ｏ）の光情報を受光素子２０１で受光して読み取りが行なわれるようになっている。
上記光走査装置０は、光源２０２からの入射ビーム（Ｒ）が上記光走査装置０に照射され、上記光走査装置０の上記反射手段１のミラーにより反射し、投影レンズ２０３、及び、絞り２０４を介して被読み取り面（Ｏ）に投影する。
従って、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである上記光走査装置０を具備する上記読取装置２００を提供することが出来るようになった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、請求項１の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に固定電極は重ねて接合された第１の基板と第２の基板の表面に形成された絶縁膜上に形成された導電性薄膜からなるようにしたので、可動電極と固定電極間の絶縁状態が確実に確保され、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
請求項２の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板を同一直線上に設けた２本の梁からなるねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向するようにしたので、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
請求項３の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に固定電極は重ねて接合された第１の基板と第２の基板の表面に形成された酸化珪素（ＳｉＯ2）により形成されている絶縁膜上に形成された導電性薄膜からなるようにしたので、可動電極と固定電極間の絶縁状態が格安で確実に確保され、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、更に低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
【００２０】
請求項４の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に第１の基板のシリコン基板と第２の基板のシリコン基板を直接接合により接合されるようにしたので、第１の基板と第２の基板のウエファー単位で接合されて接合コストを低下して、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、更に低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
請求項５の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に第１の基板のシリコン基板と第２の基板のガラス板を陽極接合により接合されるようにしたので、第１の基板と第２の基板の接合強度が大きく歩留まりも向上して、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、更に低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
【００２１】
請求項６の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に可動電極は固定電極に対向する対向面が凹凸形状の可動電極凹凸形状対向面からなるようにしたので、可動電極の対向面積は大きく固定電極間の電極間隙は小さくなり静電トルクは大きくなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
請求項７の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に可動電極は固定電極に対向する対向面が凹凸形状の可動電極凹凸形状対向面の櫛歯形状対向面からなるようにしたので、可動電極の対向面積は更に大きく固定電極間の電極間隙は更に小さくなり静電トルクは更に大きくなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
【００２２】
請求項８の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に固定電極は可動電極に対向する対向面が凹凸形状の固定電極凹凸形状対向面からなるようにしたので、固定電極の対向面積は大きく可動電極間の電極間隙は小さくなり静電トルクは大きくなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
請求項９の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向すると共に固定電極は可動電極に対向する対向面が凹凸形状の固定電極凹凸形状対向面の櫛歯形状対向面からなるようにしたので、固定電極の対向面積は更に大きく可動電極間の電極間隙は更に小さくなり静電トルクは更に大きくなり、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が更に大きく、駆動電圧が更に低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を提供することが出来るようになった。
請求項１０の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向する光走査装置の第１の基板のシリコン基板に第２の基板のシリコン基板を真空中で重ね、大気に解放後に加熱する直接接合で製造するようにしたので、ウエファー単位で接合され接合コストを低下して、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも更に高く、低コストである光走査装置の製造方法を提供することが出来るようになった。
【００２３】
請求項１１の発明によれば、入射光を正反射する反射手段を保持する反射手段保持基板をねじり回動軸で回動可能に両端部を支持して、ねじり回動軸を介して支持された反射手段保持基板の側面に形成した可動電極を形成して支持する第１の基板に重ねた第２の基板を接合して形成した固定電極を可動電極と対向する光走査装置の第１の基板のシリコン基板にガラス板からなる第２の基板を真空中で、接合荷重を加え、接合電圧を印加し、接合温度に加熱する陽極接合で製造するようにしたので、接合強度が大きく歩留まりも向上することが出来る、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも更に高く、低コストである光走査装置の製造方法を提供することが出来るようになった。
請求項１２の発明によれば、回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体上を光書き込みを行なって潜像を形成する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置からなる潜像形成手段の光走査装置によって形成された潜像を顕像化してトナー画像を形成する現像手段で形成されたトナー画像を転写手段で被転写体に転写するようにしたので、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を具備して、例えば、従来のポリゴンスキャナーと比較しても、部品数が少なく小型で製造コストも低く高精度で高速化にも対応出来る電子写真プロセスで光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置を提供することが出来るようになった。
請求項１３の発明によれば、被読み取り面を光走査する請求項１乃至９の何れか一項に記載の光走査装置が被読み取り面を光走査した反射光を受光素子が受光して読み取りを行なうようにしたので、構造が簡単で、光走査を行なう振れ角が大きく、駆動電圧が低く、歩留まりも高く、低コストである光走査装置を具備して部品数が少なく小型で製造コストも低く高精度で高速化にも対応出来る光走査を行なって読み取りを行なう読取装置を提供することが出来るようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例を示す光走査装置を説明する説明図である。
【図２】本発明の実施の形態例を示す光走査装置の主要部を説明する展開図である。
【図３】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置の製造方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置を説明する説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置の主要部を説明する展開図である。
【図６】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置を説明する説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置の主要部を説明する展開図である。
【図８】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置を説明する説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態例を示す光走査装置の主要部を説明する展開図である。
【図１０】本発明の実施の形態例を示す光走査装置を具備する画像形成装置を説明する説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態例を示す光走査装置を具備する画像形成装置の主要部を説明する説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態例を示す光走査装置を具備する読取装置を説明する説明図である。
【図１３】従来の光走査装置を説明する説明図である。
【図１４】従来の光走査装置を説明する斜視図である。
【符号の説明】
０  光走査装置
１  反射手段
２  反射手段保持基板
３  ねじり回動軸
４  可動電極、４ａ  可動電極凹凸形状対向面、
４ａ１  櫛歯形状対向面
５  第１の基板、５ａ  シリコン基板
６  第２の基板、６ａ  シリコン基板、
６ｂ  ガラス板
７  固定電極、７ａ  固定電極凹凸形状対向面、
７ａ１  櫛歯形状対向面
７’  固定電極、
８  絶縁膜
９  第３の基板、９ａ  シリコン基板、
９ｂ  ガラス板
１０  駆動電圧印加手段
２０  陽極接合装置
２１  観測窓
２２  重り
２３  電源
２４  ヒータ、２４ａ  温度制御装置
２５  バキュームポンプ
１００  画像形成装置
１０１  画像担持体
１０２  潜像形成手段、１０２ａ  光源、
１０２ｂ  第１のレンズシステム、
１０２ｃ  第２のレンズシステム
１０３  現像手段
１０４  転写手段
１０５  帯電手段
１０６  定着手段
１０７  排紙トレイ
１０８  クリーニング手段
２００  読取装置
２０１  受光素子
２０２  光源
２０３  投影レンズ
２０４  絞り
３００  光走査装置
３０１  ミラー
３０２  ミラー基板
３０３  ねじり回動軸
３０４  可動電極
３０５  基板
３０６  固定電極
【図１】
0004093450.tif 000002
【図２】
0004093450.tif 000003
【図３】
0004093450.tif 000004
【図４】
0004093450.tif 000005
【図５】
0004093450.tif 000006
【図６】
0004093450.tif 000007
【図７】
0004093450.tif 000008
【図８】
0004093450.tif 000009
【図９】
0004093450.tif 000010
【図１０】
0004093450.tif 000011
【図１１】
0004093450.tif 000012
【図１２】
0004093450.tif 000013
【図１３】
0004093450.tif 000014
【図１４】
0004093450.tif 000015