JPH02207214A - 微小光スキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多面鏡の回転、振動等により光の方向を変化
させる光スキャナの低価格化、縮小化に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

多面鏡の回転、振動等により光の方向を変化させる光ス
キャナの具体的応用例を第６図に示す。

これはレーザによる光プリンタ（通常レーザプリンタと
呼ばれる）の原理図を示したものである。

スキャナコントローラ１１１により駆動される半導体レ
ーザ１０１（これは他のレーザであってもよい）から出
た光はコリメークレンズ１０２により集光され、スキャ
ナモータ１０３により駆動される回転多面鏡１０４に入
射する。

この回転多面鏡１０４で反射された光は、回転多面鏡１
０４の回転につれて向きを変えて出ていく。

この反射光は集光レンズ１０９によって感光体ドラム１
０７上に集光される。

この感光体ドラム１０７は、チャージャ１０６により予
め帯電されている。この帯電がレーザ光により放電され
、レーザ光の有無により電荷の′ａ淡が形成される。

図示は省略しているが、電荷の濃淡が形成された後に、
トナーが感光体ドラム」二に付りられる。

但し静電力により付着するため、電荷の有無にしたがっ
てトナーの有無ができる。この１−ナーが印字紙１０８
に写され、文字、画像等が形成される。

センサ１１０は、光ビームの走査開始タイミングを正確
に検知するために設けられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明した従来例において、回転多面鏡１０４及びス
キャナモータ１０３が大きくかつ高価であり、コンパク
ト化、低価格化か要求されていた。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明はこの問題を解決するため、回転多面鏡及びスキ
ャナモータを半ｍ一体集積回路の製造技術を応用して作
成することにより、微小な回転多面鏡を形成し、かつこ
の微小な回転多面鏡を駆動する手段として静電力を用い
る。

本発明に使用する回転多面鏡としては、多結晶または非
晶質シリコン上に金属膜等の反射膜をコートシたものが
挙げられる。また反射面の加工としては現在ＲＩ　Ｅ　
（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）法が最
も良いと考えられる。

〔作用〕

本発明によれば、複数の微小回転多面鏡を同一基板上に
同時に形成できるため、低価格で製作でき、かつ微小化
が容易なため装置のコンパクト化に大きく貢献できる。

さらに半導体レーザとの集積化も可能であり、部品点数
の減少により、さらなる低価格、コンパクト化並びに信
頼性の向上を図ることが可能となる。

〔実施例〕

本発明の第１実施例を第１図に示す。

同図の（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ
　’線に沿う横断面図である。

基板１上に回転多面鏡２とこれを支持する軸３、及び静
電気を印加する電極群４が設けである。

電極群４は、軸まわりに９０°間隔で配置した４個の電
極を１つのグループとして、等間隔で配置したＡ、Ｂ、
Ｃの３グループから成る。

このうちＡグループの電極４Ａ１〜／ＩＡ４は端子φ、
に、Ｂグループの電極４．　Ｂ　１〜４１３４は端子ψ
８に、Ｃグループの電極４Ｃ１〜４Ｃ４は端子φ。にそ
れぞれ接続される。

同図（ｂ）に示すように、回転多面鏡２は軸３に回転自
在に支持され、軸３の」二部に止めを設りて回転多面鏡
２が外れないようにしである。

また基板１と全電極４．　Ａ　１〜４ＣＩとの間には絶
縁膜５を設けである。

回転多面鏡２は導電材料又は半導体材料で形成するとと
もに、軸３を介して接地し、端子φ４に電圧を印加する
。

回転多面鏡の外周には、上述した固定子電極４と対応さ
せて９０°間隔て、回転子電極としての凸部２人が設け
てあり、端子φ４への電圧印加による吸引力で各凸部２
人がＡグループの電極４Ａ１〜４Ａ４に対向した状態で
最も安定となる。

次に端子φ４の電圧を切り、端子φ８に電圧を加えると
、回転多面鏡の外周凸部２人がＢグループの各電極４Ｂ
１〜４Ｂ４に対向する位置まで移動し、回転多面鏡２が
回転したことになる。

以後同様に、端子φ。、ψ８、φ、・・・と順次電圧を
印加して回転を続行させることができる。つまり、多面
鏡２自体を回転子とする静電モータとして働く。

光源としての半導体レーザ１０１からコリメータレンズ
１０２を介して入射するレーザ光は、回転多面鏡２の鏡
面から反射され、レーザビーム１０５として取り出され
る。この回転多面鏡のサイズとしては１００μｍ〜１鶴
程度であり、後述するように半導体製造技術を応用して
１つの基板上に同時にかつ多量に形成できるため、極め
て安価に製造でき、また装置全体のコンパクト化を図る
ことができる。

なお、上記実施例では回転多面鏡２として４面鏡を用い
たが、４面鏡である必要は全くなく、面鏡を含む他の多
面鏡であってもよい。

また三相駆動静電モータを例として挙げたが、必らずし
も三相である必要はない。

ただし、駆動相数を増やした方かモータとしてスムース
に動作するし、電極数も多げれば多い程スムースに回転
する。

次に本発明で使用する微小回転多面鏡を成形するための
好適な方法を第２図に基づいて説明する。

まずシリコン基板１上に、ＰＳＧ　（燐珪酸ガラス）層
６１、多結晶シリコン層２１、ＰＳＧ層６２、金属膜７
１を積層形成する。

ＰＳＧ層６１．６２及び金属膜７１の厚みは５０ｎｍと
した。

次に、得ようとする回転多面鏡と同じ平面パターンをも
つホトレジスト８をホトリソグラフィーにて形成する。

このホトレジスト８をマスクにして、金属膜７１及びＰ
ＳＧ層６２をエツチングし、さらに多結晶シリコン層２
１をＲＴ　Ｅ　（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｊｏｎ　Ｅｔｃｈ
ｉｎｇ）法またばＩ　Ｂ　Ｅ　（Ｊｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｅ
ｔｃｂｉｎｇ）法にて垂直にエツチングし、エツチング
面をほぼ鏡面とする。

こののち金属膜７１を除去し、ＰＳＧ層６３て全体を一
様に覆う（第２図ｂ）。

さらにその上に多結晶シリコン膜を形成し、エツチング
して軸部５を形成する。次に絶縁膜５を形成し、電極群
４を形成する（第２図Ｃ）。

次いで、ＰＳＧ層６２．６３を同時に除去し、回転多面
鏡２を基板１、軸５から分離する。

最後に金属膜を回転多面鏡２の側面のみに形成して完成
する。

次に、本発明の第２実施例を第３図に示す。

これは半導体レーザの基板上に微小回転多面鏡を設けた
ものである。レーザを形成した基板１上に、第１実施例
と同様にして微小回転多面鏡２及び静電モータを形成し
たものである。８０は半導体レーザの上部電極であり、
８４が半導体レーザのストライプパターンである。

電極８０と基板１との間に電流を流し、レーザ発光させ
るが、電流はパターン８４のみを通って流れるよう形成
されている。ここから出射したレーザ光は、回転多面鏡
２により反射され外に出ていく。

本実施例は、レーザと回転多面鏡が集積された構造であ
り、非常に小さく形成することができる。

第３図（ｂ）に断面構造を示す。半導体レーザの断面は
通常構造のものであり、活性層８２の上下にクラッド層
８１．８３を設け、」二部電極８０から電流を注入する
構造となっている。

本実施例において半導体レーザの構造は、一般に知られ
ているどの構造をとっても問題なく動作する。

第４図に本発明の第３実施例を示す。

先の第２実施例で示した半導体レーザと微小回転多面鏡
を集積化した構造において、半導体レーザからの出射光
は平行ビーム状とならずにある角度で広がっていく。こ
のため、回転多面鏡でビームを振る効果がかなり減じら
れてしまう。そこでこの回転鏡２の鏡面を凹面鏡とした
のが本実施例である。

これによりレーザビームが集光され、ビームを振る効果
を大きくすることができる。

第５図に本発明の第４実施例を示す。

本実施例は、半導体レーザから出射したレーザ光を凹面
鏡９によって平行ビームに変え、回転多面鏡２によって
このビームを振るよう構成したものである。

この効果は、先の実施例３と全く同じであるが、凹面鏡
９に入射するレーザ光の角度が常に一定であるため、ビ
ームの振る角度に影響されず常に平行ビームを出すこと
ができるという利点をもっている。

この凹面鏡９は回転多面鏡２と全く同様にして作ること
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複数の微小回転多面鏡を同一基板上に
同時に形成できるため、低価格で製作で、きるとともに
、微小化が容易であり装置全体のコンバク１−化に大き
く貢献できる。

さらに、半導体レーザとの集積化も可能であり、部品点
数の減少によりさらなる低価格、コンパクト化並びに信
頼性の向上を図ることが可能となる。

また本発明は、密着イメージセンサ、光プリンタ、デイ
スプレィ等へ応用でき、これらの機器の性能向上、低価
格化に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例を示す平面図
及び断面図、第２図（ａ）〜（ｂ）は本発明で使用する
微小回転多面鏡を製作する方法の一例を段階的に示す断
面図、第３図（ａ）　　（ｂ）は本発明の第２実施例を
示す平面図及び断面図、第４図は本発明の第３実施例を
示す平面図、第５図は本発明の第４実施例を示す平面図
、第６図は従来例を示す斜視図である。 ■・・・基板　　　　　　　２・・・回転多面鏡２Ａ・
・・回転子電極凸部　　３・・・軸４・・・固定子電極
　　　　５・・・絶縁膜８・・・レシス１−バクーン　
９・・・凹面鏡２１・・・多結晶シリコン ６１．６２．６３・・・燐珪酸ガラス（Ｐ　Ｓ　Ｇ）７
１・・・金属膜　　　　　１０５・・・レーザビーム第 図 手続補正書 （方式） 補正の内容 平成１年 ４月 ２８日 畜□ １）明細書第１１頁第５行に「第２図（ａ）とあるのを
、 「第２図（ａ）〜（ｄ）」と補正する。 〜　（ｂ） 事件の表示 平成１年 特許願 第２７８２５号 発明の名称 以上 微小光スキャナ 補正をする者 事件との関係　特許出願人　＜−Ｅ’政Ｖ画＆’ニー　
ヨ７１　表示変更住所　大阪府大阪市中央区道峰町３丁
目５番１１号名称　　（４００）日本板硝子株式会社代
表者　中　島　達　二

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に立設した軸に、微小多面鏡体を回転自在に
   取り付け、該基板上に前記多面鏡体を囲んで適宜数の固
   定子電極を設けるとともに、前記多面鏡体側には、前記
   固定子電極に対向する回転子電極部を外周に適宜間隔で
   設けて、両者で静電モータを構成し、前記固定子電極へ
   の電圧印加を順次切り変えることにより、多面鏡を回転
   させるようにしたことを特徴とする微小光スキャナ。 ２）前記多面鏡体の鏡面を凹面として集光作用を持たせ
   た請求項１に記載の微小光スキャナ。 ３）前記基板上に、前記多面鏡へ光ビームを投射する光
   源としての半導体レーザを集積形成した請求項１又は２
   に記載の微小光スキャナ。 ４）前記半導体レーザと回転多面鏡との間に、凹面鏡を
   設けた請求項３に記載の微小光スキャナ。