JP2004177487A

JP2004177487A - Optical scanner and image forming apparatus

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Publication number: JP2004177487A
Application number: JP2002340943A
Authority: JP
Inventors: Eiji Mochizuki; 栄二望月
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: JP4255684B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner which corrects the curvature of scanning line due to a multiple reflection. <P>SOLUTION: The optical scanner has a movable mirror 100 which deflects a light beam emitted from a light source 108, a base plate 102 which journals the movable mirror, a movable space of the movable mirror, and opposite mirrors 103 and 105 which are opposite to the movable mirror via a movable space and reciprocally reflect the light beam between the movable mirror and the opposite mirrors. In the optical scanner, the opposite mirrors 103 and 105 which are formed inclined to a subscanning direction from the base plate plane are provided in the direction opposite to each other interposing a passing part 103-1 of the light beam. Thus, the curvature in the subscanning direction is suppressed when a scanning angle in a main scanning direction is expanded by the multiple reflection between the movable mirror and the opposite mirrors because the opposite mirrors are facing to the subscanning direction and formed inclined. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学機器の光走査装置、特にデジタル複写機、レーザプリンター、レーザプロッター、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる光走査装置、及びその光走査装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザープリンターの書込光学系は、光ビームをポリゴンミラーを用いて主走査方向に走査することにより画角（走査角、以降、走査角に統一）を得て、像担持体である感光体上で結像している。プリンターの高画質化を進める為には、ビームの集光スポット径を小さくする必要があるが、その集光スポット径はレーザーの波長と焦点距離の積に比例するので、（１）レーザーの波長を短くする方法と、（２）焦点距離を短くする方法が考えられる。（１）レーザーの波長を短くする場合は、青色レーザーダイオードを用い、それに対応したレンズ等の光学系の設計が必要となる。また、（２）焦点距離を短くする場合は、光ビームを偏向させる偏向部以降の光学系を感光体に近づける必要がある。その場合、主走査方向の画素の均一化の為には、一つの偏向部では実現が難しく、複数のモジュール化された偏向部を主走査方向に配置して使用する必要がある。一つの偏向部を用いる方式を一括走査方式と呼ぶのに対して、複数のモジュール化された偏向部を主走査方向に配置して使用する方式を分割走査方式と呼ぶ。
【０００３】
従来の光走査装置においては光ビームを走査する偏向器としてポリゴンミラーやガルバノミラーが用いられるが、より高解像度な画像と高速プリントを達成するにはこの回転をさらに高速にしなければならず、軸受の耐久性や風損による発熱、騒音が課題となり、高速走査に限界がある。
これに対し、近年シリコンマイクロマシニングを利用した光偏向器の研究が進められており、下記の特許文献１や特許文献２に開示されるようにＳｉ基板で可動ミラーとそれを軸支するトーションバーを一体形成した方式が提案されている。この方式によれば共振を利用して往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、騒音が低いという利点がある。さらに可動ミラーを回転する駆動力も小さくて済むので消費電力も低く抑えられる。
【０００４】
また、マイクロミラーの中にも駆動方式の違いにより、主に電磁力方式、圧電方式、静電気力方式の三つがある。電磁力方式、圧電方式は大きな走査角が得られ易い反面、永久磁石や圧電素子を使うため部品点数が多く、小型化もし難い。それに対し、静電気力方式は小型化がし易い反面、走査角と駆動電圧がトレードオフのような関係にあり、大きな走査角を得難い。そこで、静電気力方式については、マイクロミラーに対向する位置に反射ミラー（以降、対向ミラーと呼ぶ）を設け、マイクロミラーと対向ミラー間で多重反射を起こさせ、大きな走査角を得ようとする試みがある。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７２２３１４号公報
【特許文献２】
特許第３０１１１４４号公報
【特許文献３】
特開平４−８０７０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の特許文献１や特許文献２に開示されているように、Ｓｉ基板で可動ミラーとそれを軸支するトーションバーを一体形成した方式が提案されている。この方式によれば共振を利用して往復振動させるので高速動作が可能であるにもかかわらず、騒音が低いという利点がある。さらに可動ミラーを回転する駆動力も小さくて済むので消費電力も低く抑えられる。
【０００７】
その反面、共振振動ミラーで光ビームを走査すると振幅が微小であるため、従来の偏向器、例えばポリゴンミラーと同様な記録幅を得るには走査角を拡大する手段が必要となる。特許文献３では回転鏡に対向して固定鏡を設け多重反射した例が開示されている。この方式によれば容易に走査角を拡大できるが、図６（ａ）に図示するように、ミラー面法線に対して副走査方向に角度αをもって光ビームを入射した場合、偏向された走査線の軌跡は曲がりを生じ、画像品質を劣化させる要因となる。同様に図６（ｂ）に示すように、逆方向から角度−αをもって入射した場合、上記とは反転した走査線の軌跡を描くことになる。
【０００８】
従って、ミラー法線に対して正の入射角を有する反射に伴う曲がりと、負の入射角を有する反射に伴う曲がりとをほぼ等しくしてキャンセルすることで走査線を直線に補正できる。これを実現するためには可動ミラー面に対向して副走査方向に所定角度傾斜した反射面を配備し、入射角の正負を逆転して再度可動ミラー面に入射させる必要がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、可動ミラー面に対向して所定傾斜角度を有する対向ミラーを、高精度の傾斜角度で、高精度に位置決め配備できる構成の光走査装置を提供するとともに、多重反射に伴う走査線の曲がりを補正することができる構成の光走査装置を提供することを目的としている。そして、その光走査装置を備え高品位な画像記録を行うことができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１０】
さらに詳しく言えば、本発明では、光走査装置の対向ミラー基板の反射面を高精度のミラー面にすること、対向ミラー基板を低コストで作製すること、対向ミラー基板の傾斜角の調整マージンのある作製方法を提供すること、対向ミラー基板の精度の高い実装方法を提供することを目的としている。
尚、本発明の光走査装置では、可動ミラーと対向ミラーで多重反射を起こさせるために、両者の実装精度が光学的特性に与える影響が大きい。
よって、さらに詳しく言えば、光走査装置の可動ミラーと対向ミラーの精度の高い実装方法（特にチップレベルの実装方法）を提供することにより、実装精度向上による光学特性向上、歩留向上を図ることを目的としている。さらには、容易な実装方法を提供することにより、実装の生産性向上、実装及び装置コストの低減を図ることも目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明の第１の構成は、発光源からの光ビームを偏向する可動ミラーと、前記可動ミラーを軸支する基板と、前記可動ミラーの可動空間を備え、前記可動ミラーに対して、可動空間を介して対向し、可動ミラーとの間で光ビームを往復反射する対向ミラーを有する光走査装置において、基板面から副走査方向に傾斜して形成される対向ミラーを、光ビームの通過部を挟んで向かい合う方向に設ける構成としたものである（請求項１）。
【００１２】
第２の構成は、第１の構成の光走査装置において、前記可動ミラーを軸支する第１の基板と、前記第１の基板に接合され、前記可動ミラーの可動空間を形成する第２の基板を備え、前記可動ミラーと対向し、可動ミラーとの間で光ビームを往復反射する対向ミラーを有する構成であり、前記第１の基板面から副走査方向に傾斜して形成される対向ミラーを、光ビームの通過部を挟んで向かい合う方向に設け、前記第２の基板に配備した構成としたものである（請求項２）。
【００１３】
第３の構成は、第１または第２の構成の光走査装置において、前記可動ミラー面の垂直方向に平行な位置に、対向ミラーと可動ミラーとをアライメントする位置決め手段を有する構成としたものである（請求項３）。
また、第４の構成は、第１または第２の構成の光走査装置において、前記可動ミラー面と同一平面内に対向ミラーと可動ミラーとをアライメントする位置決め手段を有する構成としたものである（請求項４）。
【００１４】
第５の構成は、第３または第４の構成の光走査装置において、前記位置決め手段は対向ミラーを接合する接合面に設け、基板面の垂直対向に対向ミラーと重なるように配備される構成としたものである（請求項５）。
また、第６の構成は、第４の構成の光走査装置において、前記位置決め手段は対向ミラー側の方が可動ミラー側よりも大きな開口径である開口により露出している構成としたものである（請求項６）。
さらに第７の構成は、第３〜第６のいずれか一つの構成の光走査装置において、前記対向ミラーが接合される接合面には接合領域の周辺に凹部が複数形成されている構成としたものである（請求項７）。
【００１５】
第８の構成は、第２の構成の光走査装置において、前記可動ミラーの可動空間を形成する第２の基板としてフレーム基板を配備し、該フレーム基板には、対向ミラーを第１の基板との接合面に対して位置決め支持するとともに、前記第１の基板面上で可動ミラーとの位置決めを行って接合する構成としたものである（請求項８）。
また、第９の構成は、第８の構成の光走査装置において、前記対向ミラーの副走査方向の傾斜角は、フレーム基板に接合する、対向ミラーの反射面端及び該反射面端に隣接形成された凹部の外端により規定される構成としたものである（請求項９）。
さらに第１０の構成は、第８の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に凹部を形成し、該凹部に対向ミラーの一部を埋設された構成において、対向ミラーの副走査方向の傾斜角は対向ミラーと該凹部の接点とで規定される構成としたものである（請求項１０）。
【００１６】
第１１の構成は、第９または第１０の構成の光走査装置において、前記可動ミラーと平行なフレーム基板上面に、対向ミラーをアライメントする位置決め手段を備える構成としたものである（請求項１１）。
また、第１２の構成は、第１１の構成の光走査装置において、上記位置決め手段は、光ビームの入出射側である、対向ミラー反射面の開口端側に位置合わせできるように配備される構成としたものである（請求項１２）。
【００１７】
第１３の構成は、第９または第１０の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に接合される対向ミラーの長さは、対向ミラーの反射面の長さより長い構成としたものである（請求項１３）。
また、第１４の構成は、第９または第１０の構成の光走査装置において、前記対向ミラー部材の反接合面側に、反射面に平行する部位を有する構成としたものである（請求項１４）。
【００１８】
第１５の構成は、第９の構成の光走査装置において、前記対向ミラー凹部の傾斜角度調整切りだし位置は、対向ミラー反射面との平行面の一部である構成としたものである（請求項１５）。
また、第１６の構成は、第９の構成の光走査装置において、前記対向ミラー部材は、面方位（１００）のＳｉ基板により形成される構成としたものである（請求項１６）。
【００１９】
第１７の構成は、第１０の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に形成される凹部の底面は、可動ミラーと平行面である構成としたものである（請求項１７）。
また、第１８の構成は、第１７の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に形成される凹部は、フレーム基板を貫通された形状であり、その底面は可動ミラーを軸支する第１の基板面である構成としたものである（請求項１８）。
【００２０】
第１９の構成は、第１０の構成の光走査装置において、前記対向ミラー部材は、面方位（１００）のＳｉ基板により形成される構成としたものである（請求項１９）。
また、第２０の構成は、第１９の構成の光走査装置において、前記フレーム基板も面方位（１００）のＳｉ基板により形成される構成としたものである（請求項２０）。
【００２１】
第２１の構成は、像担持体と、該像担持体に光ビームを照射して静電像を形成する光走査装置と、前記像担持体上の静電像をトナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上で顕像化されたトナー像を記録材に直接あるいは中間転写体を介して転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記光走査装置として、第１〜第２０のいずれか一つの構成の光走査装置を備えた構成としたものである（請求項２１）。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作および作用を図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の光走査装置に用いる対向ミラー基板の一つの作製方法の実施例を図７（１）〜（６）に示す。これは、対向ミラー基板に凹部を形成し、可動ミラーの可動空間を形成するフレーム基板に接合される、反射面端及び該反射面端に隣接形成された凹部の外端とで対向ミラー反射面の傾斜角が規定される構成を形成するのに用いられる対向ミラー２のプロセスフロー及び断面形状（副走査方向）を示している。
【００２３】
対向ミラー２の基板材料はシリコン（Ｓｉ）基板を用い、所望の傾斜角度が９．５°の場合を図示している。基板材料はＳｉ基板に限定されず、ガラス基板等を用いても良いが、光ビームが入出射する開口端側の加工処理を工夫することにより、
（１）光ビームの入出射時のビームのけられが発生しにくい形状が可能、
（２）入出射開口側のミラー面端をシャープに形成可能、
という理由で、Ｓｉ基板が最も好適である。そこで、図７（１）〜（６）はＳｉ基板を用いた最も好適な形状のプロセスフロー及び断面形状を図示している。また、凹部形成は切削等の機械加工を用いても良いが、ここではアルカリ水溶液によるＳｉの結晶異方性エッチングを用いている。それは、凹部形状が高精度で得やすいのと同時に、上記（１）、（２）が達成可能だからである。
【００２４】
まず、基板材料である面方位（１００）のＳｉ基板００１にエッチングマスクとなる例えばＳｉＮ膜００２をＬＰＣＶＤ（ＬｏｗＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法にて両面に形成する［図７（１）］。次に、フォトリソ技術及びＳｉＮ膜のドライエッチングにて、光ビームの入出射開口端側の反射ミラー端を、反射ミラー面側から形づくるパターンを形成する。その後、例えば濃度２５ｗｔ％、温度８０℃のＫＯＨ水溶液にて１回目の結晶異方性エッチングを行う［図７（２）］。このエッチングの目的は、光ビームの入出射開口端側の形状をビームのけられが発生しにくい形状を作るために行っている。これは、結晶面方位（１００）のＳｉ基板を結晶異方性エッチングした場合、Ｓｉ基板表面に対して、５４．７°を成すテーパー面が現れることを利用している。これは、Ｓｉ基板表面に対して、５４．７°を成す方向にエッチングレートが著しく遅い結晶面方位＜１１１＞面が現れるからである。
【００２５】
ここで、注意するのは、基板貫通まで行わないことである。最終的に反射ミラー面の（副走査方向の）長さを規定する基板貫通は２回目の反対側からのエッチングで行う。そのほうが、基板厚さのバラツキによらず（副走査方向の）反射ミラー面の長さを正確に規定することが出来るからである。１回目のエッチングの役割は、入出射開口側の形状を好適な形状にすることにある。後述する２回目のエッチングと合わせて、両面からエッチングすることにより図示される好適な形状が得られる。
【００２６】
次に、フォトリソ技術及びＳｉＮ膜のドライエッチングにて、基板の反射ミラー面側に凹部を形成するパターンと（副走査方向の）反射ミラー面の長さを規定する基板貫通パターンをパターンニングする［図７（３）］。引き続き、２回目の異方性エッチングにより、入出射開口部の貫通及び凹部形成を行う。ここでのエッチング管理は、凹部深さに合わせて設定している。ここでは例えば凹部深さを２５０μｍに設定する［図７（４）］。
【００２７】
次に、ＳｉＮ膜を除去した後、反射膜となる金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）等のミラー金属００３を成膜する［図７（５）］。最後に、破線矢印で示される位置にてダイシングすることにより、対向ミラーの部材が完成する。この時、副走査方向のダイシングを凹部に隣接する反射面端から１４９４μｍ離れた位置で行うことにより、凹部に隣接する反射面端と凹部の外端とが基板面と成す角度が９．５°となる［図７（６）］。副走査方向の断面図からわかるように、凹部の副走査方向ダイシング位置は凹部底面であり、かつ底面は基板面（反射面）に平行である形状が、角度調整がしやすく、精度が高い構成が得やすい。よって、Ｓｉ基板の選択としては、面方位（１００）のＳｉ基板を用いることが、上述の構成が得やすく、最も有効である。
【００２８】
最後に、図７（６）にて、傾斜角度の微調整方法について説明する。凹部深さのバラツキによって、副走査方向のダイシング位置を調整し、傾斜角度を合わせ込む場合、直接凹部の深さを測定して、ダイシング位置を決定できるが、ダイシング用アライメントマークを形成し、アライメントマークのボトム形状の先鋭性の画像認識によりダイシング位置を決定する方法を図７（６）の下側に示している。また、図７（６）の下側には、異方性エッチングにより加工した対向ミラー基板の対応する上面図を図示している。アライメントマーク（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は配置される位置と幅が図示されるように少しづつ変えられて、形成されており、それぞれ深さ２４５μｍ、２５０μｍ、２５５μｍエッチングされた時が、丁度エッチングＶ溝が形成される時であり、それぞれそのジャスト時間でＶ溝底部をダイシングすることにより傾斜角９．５°が得られる設計となっている（以降、エッチングが進行してもＶ溝はＶ溝のまま）。よって、アライメントマーク（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のＶ溝（底部）形状をみて、Ｖ溝形成がジャストの位置であるアライメントマーク位置でダイシングすれば良い。図示される対向ミラー基板を見ると１チップ分で説明しているので、アライメントマークを形成する場所が多く、基板ロスがあるように思われるが、実際はＳｉ基板の両端にあれば良いので問題は無い。
【００２９】
次に図８には、同様の方法で形成される傾斜角２６．３°の別の対向ミラー１のプロセスフロー及び断面が示されている。ここでも、凹部の底部の深さを２５０μｍに設計して、製作している。それは、傾斜角の異なる２種類の対向ミラー基板を、同様のプロセス条件で作製することができ、加工コストを低減できるからである。
図７、図８に示す２種類の対向ミラー基板は共にＳｉ基板で作製されているが、反射面となる部位はＳｉ研磨面よりなるので、ガラスやプラスチック材料のモールド品等に比べ、ミラー面として好適な平滑面が得られる。
【００３０】
このようにして作製した２種類の対向ミラー基板を、マイクロミラーと重ね合わせて実装したものの実装後の上面からの透視図と断面形状の一例を図９に示す。ここで、マイクロミラーは可動ミラー００６の可動空間を確保するフレーム基板００５を有するＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を用いて作製されており、ＳＯＩ基板の厚いほうのＳｉ基板がフレーム基板００５の役目を兼ねている。図９に図示されるように、対向ミラー２側は光ビームの入出射開口部の形状が、可動ミラー面の垂直方向から４４．８°の形状であり、対向ミラー１側は６１．６°の形状であり、斜め入出射される光ビームに対して、ビームのけられが発生しにくい形状となっている。
【００３１】
また、対向ミラー基板とマイクロミラーとの実装時の位置決め用にフレーム基板００５には位置決め手段であるアライメントマーク０１１が形成されている。フレーム基板００５であるＳｉ基板は、ここでは面方位（１００）基板を用いており、図示されるようなアライメントマークが、可動ミラー００６の可動空間を形成する時に工程の増加無く、同時に形成できる。このアライメントマーク０１１は対向ミラー基板の開口側の反射ミラー面端に位置を合わせる位置に形成されている。これにより、対向ミラーの傾斜角を微調整する為に対向ミラー基板の外形サイズが変動した場合でも、常に一定の方法で高精度に位置合わせが可能になる。ここでは、フレーム基板上に形成されたアライメントマークについて説明したが、可動ミラー００６が形成及び軸支される側のＳｉ基板００４に形成されていても良い。
【００３２】
また、フレーム基板００５に接合される対向ミラー１，２の長さは、対向ミラーの反射ミラー面の長さより長くなるように設計された構成となっているので、傾いた形状の対向ミラーを実装する際に、対向ミラーの安定性が向上する。
さらに、対向ミラー基板の反接合面側に反射面に平行する部位を有する構成となっている為に、可動ミラーと対向ミラーが向かい合った構成で実装された後には対向ミラーの傾斜角が所望の傾斜角となっているか、知るのは難しい場合でも、外側から観測できる反射面の平行部位を計測することにより実際の対向ミラー反射面の傾斜角を見積もることができる。また、その平行部位に光ビームを当てながらのアクティブアライメントで傾斜角を合わせ込みながらの実装も可能となる。
【００３３】
ここでは、可動ミラー００６及び可動ミラーが軸支されるＳｉ基板００４と、可動ミラーの可動空間を確保するフレーム基板００５が接合されているものへの対向ミラーの実装ということで説明したが、フレーム基板へ対向ミラーを実装した後に、その一体部品をマイクロミラーへ実装するという方法もある。
【００３４】
次に図９に示す構成の、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーと重ね合わせて実装したものの作製工程を説明するが、その前にマイクロミラーの作製方法を図１０により簡単に説明する。ここで、マイクロミラーは静電気力により駆動するタイプのミラーをＳＯＩ基板を用いて作製した場合で記述する。まず、可動ミラー００６を形成するＳｉ基板００４と可動ミラーの可動空間を規定するＳｉ基板（フレーム基板と呼ぶ）００５を基板研磨などにより所望の厚さに設計する［図１０（１）］。次に、電圧が印加される櫛形パターンと可動ミラー００６を軸支する梁のパターンをフォトレジスト００７にてパターンニングする［図１０（２）］。次にＩＣＰ等によるＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）にて、Ｓｉドライエッチングを行いＳｉ基板００４を貫通する［図１０（３）］。次に、フォトレジスト００７を剥離した後、基板の表裏を反転し、エッチングマスクとなる例えばＳｉＮ膜００２をＬＰＣＶＤ法にて両面に形成する。次に、フォトリソ技術及びＳｉＮ膜のドライエッチングにて、可動ミラーの可動空間のパターンを形成する［図１０（４）］。その後、例えば濃度２５ｗｔ％、温度８０℃のＫＯＨ水溶液にて結晶異方性エッチングを行い、可動空間を形成する［図１０（５）］。ここでは、可動空間の形成方法としてＳｉＮ膜００２をマスクとした、ＫＯＨエッチングで説明したが、ＳｉＯ_２膜をマスクとした、ＴＭＡＨエッチングでも、フォトレジストをマスクとしたＲＩＥエッチングでも良く、これに限定されるものではない。次に、ＳｉＮ膜、ＳＯＩ基板のＳｉＯ_２膜を順次除去した後、反射膜となるＡｕ、Ａｌ等のミラー金属００８及び電極となる金属（図示されていない）を順次成膜し、可動ミラー００６を得る［図１０（６）］。以上がマイクロミラーの作製方法であるが、最後に上面から見た図を示している［図１０（７）］。
【００３５】
ここでは可動空間の形成方法として、ＳＯＩ基板の片側のＳｉ基板をフレーム基板として、フレーム基板を形成しているが、これはあくまで一例に過ぎず、フレーム基板はガラス基板であっても良く、また一枚のＳｉ基板に可動ミラー及び可動空間を一体的に形成しても良い。また、予め可動空間が形成された別途のフレーム基板を可動ミラーが形成されているＳｉ基板に接合するという方法もある。但し、プロセスの容易性や形成されるマイクロミラーの品質と言う点からは、ＳＯＩ基板を用いるのが優れている。
【００３６】
次に、図７，８に示した工程で作製した対向ミラー基板と、図１０に示した工程で作製したマイクロミラーとを重ね合わせ、実装する工程の一つの実施例を図１１を用い説明する。ここに示される位置決め手段（アライメントマーク）０１１は、図１０に示されるマイクロミラーの作製工程（４）において、可動空間パターンと同時にフレーム基板上に形成されている。フレーム基板であるＳｉ基板はここでは面方位（１００）の基板を用いており、図示されるような位置決め手段０１１が、可動ミラーの可動空間を形成する時に工程の増加無く、同時に形成できる。ここでは、この位置決め手段０１１は対向ミラー基板の開口側の反射ミラー面端に位置合わせする位置に形成されている。それは、対向ミラーの傾斜角を微調整する為に対向ミラー基板の外形サイズが変動した場合でも、常に一定の方法で高精度に位置合わせが可能になるからである。
【００３７】
図１１おいて、チップボンダー等の接合装置に固定されたマイクロミラーに、対向ミラー２をコレット００９でホールドし、対物レンズ０１０を通して、開口側の反射ミラー面端を位置決め手段０１１に光学的にアライメントする［図１１（１）］。次に、対向ミラー２をそのまま垂直方向に降下させ、マイクロミラーとの接合面にアドレスする。さらに、その状態を維持したままディスペンサー等を用い、例えば熱付与タイプの紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤０１２を塗布する。ここでは、接合位置の４隅に接着剤０１２を塗布している。その後、ＵＶ照射もしくは加熱あるいはその両方を行うことにより接着剤０１２を硬化させ接合する。同様にもう一つの対向ミラー１をマイクロミラーに接合する［図１１（２）］。以上で、実装工程を完了とし、完了後の上面図を図１１（３）に示す。
【００３８】
この方法の欠点は、位置決め手段０１１と可動ミラー００６の位置関係に関して、位置決め手段０１１を形成する際、パターンニング時の位置ズレとエッチング加工による位置ズレが発生する為に、対向ミラー１，２と可動ミラー００６の位置関係にそのズレが影響してくることである。但し、両者の位置精度の仕様を満たしていれば当然問題は無く、実装方法の一つとして利用できる。また、図１１に図示されているように、対向ミラー２側は光ビームの入出射開口部の形状が、可動ミラー面の垂直方向から４４．８°の形状であり、対向ミラー１側は６１．６°の形状であり、斜め入出射される光ビームに対して、ビームのけられが発生しにくい形状となっている。ここでは、可動ミラー００６及び可動ミラーが軸支されるＳｉ基板００４と、可動ミラーの可動空間を確保するフレーム基板００５が接合されているものへの対向ミラー１，２の実装ということで、説明したが、フレーム基板へ対向ミラーを実装した後に、その一体部品をマイクロミラーへ実装するという方法もある。
【００３９】
次に、本発明の別の実装工程の実施例を図１２に示す。図１１との違いは、位置決め手段０１３がフレーム基板００５上に形成されていなくて、Ｓｉ基板００４の可動ミラー面と同一平面内に形成されている点である。その効果は、可動ミラー００６の形成時にフォトリソ及びエッチング技術により、同時に位置決め手段０１３も形成できる為に、工程の増加を招くことが無く形成できる上に、可動ミラー００６と位置決め手段０１３の位置関係が高精度に規定できる点である。よって、図１１の方法に比べ、対向ミラー１，２と可動ミラー００６との実装精度が更に向上できる。更に、前記位置決め手段は対向ミラー側の方が可動ミラー側よりも大きな開口径である開口（ａ＞ｂ）により露出している構成になっている。これは、対向ミラーと位置決め手段を光学的にアライメントする際に、光の集光効果により位置決め手段のパターン認識性が向上し、アライメントし易く、精度が向上するからである。
【００４０】
次に、本発明のさらに別の実装工程の実施例を図１３に示す。これは、図１２の光学的アライメントによる実装方法に加え、機械的アライメントを付加した実装方法である。機械的アライメントを行えるようにする為に、機械的アライメント用の位置決め手段０１５は対向ミラー１，２を接合する接合面に設け、基板面の垂直対向に対向ミラー１，２と重なるように配備される構成となっている。以下、図１３に示される構成での実装方法を説明する。
【００４１】
まず、対向ミラー２を機械的アライメント用位置決め手段０１５と接触させ、大まかな位置及び、対向ミラーの主走査方向の平行出しを行う［図１３（１）］。次に、光学的アライメント用位置決め手段０１３により、正確な位置を決定する。その時、対向ミラー２を機械的アライメント用位置決め手段０１５と接触させながら移動させることにより、平行は保たれる［図１３（２）］。次に、対向ミラー２の最終的なアドレス及び接着剤０１２の塗布を行った後、硬化させて終了である。また、もう一つの対向ミラー１も同様に行う［図１３（３）］。最後に、実装後の上面図を図１３（４）に示す。
【００４２】
図１３に示す実施例のように機械的アライメントを使用しているメリットは、光学的アライメントの場合では、対向ミラーと位置決め手段をアライメントした後、接合面にアドレスする場合、圧力が均一でなかったりすると、対向ミラーが位置ズレを起こしたりするが、機械的アライメントを用いることにより、その補正が容易に行える。また、接合面積の増大などによる、接着力の増大なので効果も期待できる。また、余分な接着剤のはみ出し防止にも効果がある。尚、機械的アライメント用の位置決め手段のみでも実装は可能だが、本実施例のように光学的アライメントと併用するのが最も効果的である。さらに、本実施例では、対向ミラーが接合される接合面上で接合領域の周辺に凹部を複数形成している。これは、接着剤を用いた接合の場合、接合面の材質、状態によっては接着剤が接合領域に広がらなかったり、かえって広がりすぎたりするが、接合領域の周辺に凹部を複数形成しておくことにより、広がりにくい場合は凹部を順次伝わって広がっていき、広がりやすい場合は凹部に余計な接着剤が吸収され、接合領域周辺に良好な接着剤分布を形成でき、良好な接着剤接合が得られるからである。
【００４３】
本実施例においては、対向ミラー部材自体が斜めに実装される構成の為に、垂直方向の重なり部分が発生したが、水平に接合される部材の場合は特別に凹凸を形成しても良い。また、本デバイスは、微小デバイスではなく、光スキャナーとしての用途に適している為に、そのサイズは比較的大きく、より本実装方法（機械的アライメント）が有効である。デバイスサイズはマイクロミラーの可動ミラー部が４×１ｍｍで外形が１０×１０ｍｍ、対向ミラーの長辺長が７．６ｍｍとしてここでは設計している。例えば、対向ミラーの長辺方向の平行度の仕様は１０μｍ以下（スパン：７．６ｍｍ）であり、機械的アライメントで達成可能である。
【００４４】
次に、本発明の別の実施例として、他の対向ミラー基板を使用した時の実装方法を示す。まず、対向ミラーの作製方法であるが、図１４には対向ミラー２のプロセスフロー及びその断面図、図１５には対向ミラー１のプロセスフロー及びその断面図を示す。基本的な作製方法は、図７、図８に図示されている対向ミラー基板の作製方法と同様であるが、大きな変更点は対向ミラー基板に形成されていた、傾斜角を規定するための凹部が無いことである。その代わりに、図１６以降で後述されるように、フレーム基板側に凹部が形成されている。このため、対向ミラー２，１共にダイシングされる位置はフレーム基板に形成される凹部の深さによって設定される。
【００４５】
図１４、図１５に示されるプロセスフローで作製された対向ミラー２，１を、対向ミラーの傾斜角を規定する凹部がフレーム基板に形成されているマイクロミラーと重ね合わせ、実装したものを図１６に示す。形成される位置決め手段は図１１で図示されるものと同様のものを想定しており、フレーム基板に凹部が形成されているのが変更点である。
【００４６】
図１６には実装後の上面からの透視図と、Ａ線で示される位置の断面形状を示している。傾斜角の規定方法以外の基本的な設計思想は図１１と同様である。フレーム基板００５側に凹部を形成することにより発生するメリットとしては、フレーム基板００５として、面方位（１００）のＳｉ基板を使うことにより、前述の実施例と類似の方法で、傾斜角度の微調整が可能の上に、フレーム基板００５の凹部へ対向ミラー２，１を埋設する構成なので、突き当て効果で実装時に部品の微動によるアライメント誤差が小さい（機械的アライメント効果）。
また、対向ミラー部材、フレーム部材共に結晶異方性エッチングにて加工することにより同形状のテーパー面が形成できるので、両者の接合時の位置合わせに各々のテーパー面を突き当てることにより実装時の精度が向上する（機械的アライメント効果）。
【００４７】
さらに、フレーム基板００５の厚さは光ビームの光路長に関係する重要なパラメータであり、バラツキ少なく高精度に加工されていることから、フレーム基板００５に形成する凹部を、フレーム基板００５を貫通した形状とすることにより、凹部の深さは高精度で一定となるので、対向ミラー２，１の一部を埋設して傾斜角度を規定する際、その精度が良く、微調整の頻度が少ないか、仕様によっては必要なくなる。また、この構成を実施する際は、ＳＯＩ基板が好適である。ＳＯＩ基板はフレーム基板となるＳｉ基板と、可動ミラー００６が形成、軸支されるＳｉ基板００４がＳｉＯ_２膜を介在して接合された基板であり、ＳｉＯ_２膜はＳｉの結晶異方性エッチングに対して、ある程度のエッチング耐性を有しているので、フレーム基板を貫通する際の管理が容易で正確に行うことができる。
【００４８】
次に、同様の対向ミラー基板を用いた別の実装方法の実施例を図１７に示す。これは、傾斜角の規定方法以外の基本的な設計思想は図１２と同様である。
また、さらに別の実装方法の実施例を図１８に示す。これは、傾斜角の規定方法以外の基本的な設計思想は図１３と同様であるが、機械的アライメント用位置決め手段０１５も光学的アライメント用位置決め手段０１３も共に、可動ミラー００６と同一面上にあり同時に形成される為に、前述の説明でわかるように、最も高精度な実装精度が期待できる。
【００４９】
次に、以上のような方法で形成した対向ミラー基板を組み込んだマイクロミラーを用いた光走査装置と、その光走査装置を備えた画像形成装置（例えばカラーレーザープリンター）の構成及び動作を図１〜５を参照して説明する。
【００５０】
図１には光走査装置に配備される光走査モジュールの分解斜視図を示す。マイクロミラーを構成する可動ミラー基板は、可動ミラー１００を形成する第１の基板であるＳｉ基板１０２と、可動ミラー１００の揺動空間を確保する第２の基板であるフレーム基板（Ｓｉ基板）１２０の、２枚のＳｉ基板を貼り合わせたＳＯＩ基板を用いている。Ｓｉ基板１０２をエッチングにより可動ミラー１００及びそれを軸支するトーションバー１０１をその周囲を貫通して形成した後、その反対側からＳｉ基板１２０をエッチングにより四角くくり貫いて、揺動空間を形成した後、可動ミラー１００の中央部には金属被膜を蒸着するなどしてミラー面を形成し、トーションバー１０１を挟んで可動ミラー１００の両端部は櫛形に凹凸のある平面形状となし、固定電極１２１、可動電極１０４を形成する。尚、櫛形形状とすることで対向する電極の面積を拡大することができ、駆動電圧を低減することができる。
【００５１】
可動ミラー１００の揺動空間が形成されているＳｉ基板１２０の上面には、金属被膜が形成され傾斜角２６．３°の反射面１０６を有する対向ミラー１基板１０３と、金属被膜が形成され傾斜角９．５°の反射面１２２を有する対向ミラー２基板１０５とが接合される。両者の対向ミラー基板の反射面端間隔にて、光ビームの通過部（開口部）１０３−１を規定している。
プリズム１１６には光ビームの入射面１１６−２、射出面１１６−４、可動ミラー１００へ光ビームを反射する反射面１１６−１とが形成され、上記対向ミラー基板１０３，１０５の上方に配置される。
【００５２】
図５に示すように、プリズム１１６の入射面１１６−２から入射し、反射面１１６−１で反射して開口部１０３−１から可動ミラー１００に所定の角度で入射した光ビームは、対向ミラー１基板１０３の反射面１０６で反射され、再度、可動ミラー１００で反射し、対向ミラー２基板１０５の反射面１２２との間で複数回反射を繰り返して副走査方向に反射点を往復して移動しながら再び開口部１０３−１を通ってプリズム１１６に入射し、射出面１１６−４から射出される。
本実施例ではこのように複数回反射を繰り返すことで、可動ミラー１００の小さい振れ角で大きな走査角が得られるようにしている。例えば、可動ミラー１００での総反射回数Ｎ、振れ角αとすると、走査角θは２Ｎα、本実施例ではＮ＝５となる。
【００５３】
上記可動ミラーは固定電極１２１の一方に電圧を印加すると対向する可動電極１０４との間に静電引力が発生しトーションバー１０１をねじって水平な状態から静電引力とねじり力が釣り合う状態まで傾き、電圧を解除するとトーションバー１０１の復元により水平な状態に戻り、もう一方の固定電極１２１に電圧を印加すると反転方向に可動ミラー１００が傾くというように、固定電極１２１への電圧印加を周期的に切り換えることにより可動ミラー１００を往復振動することができる。
【００５４】
尚、この電圧を印加する周波数を可動ミラー１００の固有振動数に近づけると共振状態となり、静電引力による変位以上に増幅され振れ角は著しく拡大する。本実施例では記録速度に合うように可動ミラー１００の固有振動数を設定している。、つまり、可動ミラー１００の厚さ、トーションバー１０１の太さ、長さを決定している。
【００５５】
一般に、最大振れ角θ_０は可動ミラー１００を支えるトーションバー１０１の弾性係数Ｇ、断面２次モーメントＩ、長さＬで決定されるばね定数Ｋと静電引力によって与えられるトルクＴとにより、
θ_０＝Ｔ／Ｋ、ここで、Ｋ＝Ｇ・Ｉ／Ｌ
と表され、また、可動ミラー１００の共振周波数ｆｄは慣性モーメントＪとすると、
ｆｄ＝√（Ｋ／Ｊ）
で表される。
【００５６】
このように共振を利用することで印加電圧は微小で済み発熱も少ないが、記録速度が速くなるに従ってトーションバー１０１の剛性が高まり振れ角がとれなくなってしまう。そこで、本実施例では、上記したように対向ミラー基板１０３，１０５を設けることで走査角を拡大し記録速度によらず必要十分な走査角が得られるようにしている。
【００５７】
支持フレーム１０７は焼結金属等で成形され、絶縁材を介してリード端子１１５が挿入されてなる。支持フレーム１０７には上記したミラー基板を実装する接合面１０７−１、カップリングレンズ１１０を位置決め接着するＶ溝１０７−２、接合面１０７−１と垂直に形成したレーザーダイオード（ＬＤ）チップ１０８の実装面１０７−３、ＬＤの背面光を受光するモニタ用フォトダイオード（ＰＤ）チップ１０９の実装面１０７−４が形成される。
円筒の上下をカットした形状のカップリングレンズ１１０は第１面を軸対称の非球面、第２面を副走査方向に曲率を有するシリンダ面となす。Ｖ溝１０７−２はカップリングレンズ１１０の円筒外周面が当接した際、光軸がＬＤチップ１０８の発光点に合うように幅と角度が設定されており、光軸方向の調整によって発散光束を主走査方向には略平行光束に、副走査方向には可動ミラー面で集束する集束光束となすようにしてカップリングレンズ１１０をＶ溝１０７−２に接着固定する。尚、上記カット面はシリンダ面の母線と平行に形成され母線が水平になるように光軸回りの位置決めがなされる。
【００５８】
プリズム１１６の入射面１１６−２にはカップリングレンズからの光ビームを所定の径に整形するアパーチャマスクが膜形成され、プリズム内を通過して可動ミラー１００で走査された光ビームは射出面１１６−４より上方に放出される。カバー１１１は板金にてキャップ状に成形され、光ビームの射出開口にはガラス板１１２が内側より接合されてなり、上記支持フレーム１０７の外周１０７−５に設けられた段部１０７−６にはめ込まれてＬＤチップ、ミラー基板等を気密状態に保護する。
ＬＤチップ１０８、モニタ用ＰＤチップ１０９、上記した固定電極は各々リード端子１１５の上側に突出した先端との間でワイヤーボンディングにより各々接続がなされる。
【００５９】
図２に本実施例における光走査装置の断面図、図３（ａ），（ｂ）にその外観図、透視図を示す。上記構成による光走査モジュール２００は、ＬＤの駆動回路、可動ミラーの駆動回路を構成する電子部品が実装されるプリント基板２０１上に主走査方向に配列して複数個（本実施例では３個）実装される。実装の際、上記支持フレーム１０７の底面は下側に突出したリード端子１１５をスルーホールに通してプリント基板に当接され、スルーホールのクリアランス内で基板上での光走査モジュール間の位置合わせを行なって仮止めし、他の電子部品と同様にハンダ付けされ一括して固定される。
【００６０】
複数の光走査モジュール２００を支持したプリント基板２０１はハウジング２０２の下側開口を塞ぐように当接され、ハウジング２０２に一体で設けられた一対のスナップ爪２０２−１間に抱え込んで保持する。プリント基板２０１にはこのスナップ爪の幅２０７に係合する切り欠きが設けられ主走査方向の位置決めがなされると同時に、係止部２０６を基板エッジに係合して副走査方向が固定される。
また、係止部２０６は矢印方向に撓ませることで突起２０５が基板上端を押し下げ、容易に取り外すこともできる。
【００６１】
ハウジング２０２の内部には結像手段を構成する第１の走査レンズ２０３を主走査方向に配列して接合する位置決め面、第２の走査レンズ２０４を保持する位置決め部および同期ミラー２０８の保持部が形成される。
本実施例では各光走査モジュール２００の第２の走査レンズ２０４は樹脂にて一体的に形成し、また、同期ミラー２０８も高輝アルミ板で連結して形成しており、光ビームを射出する開口に外側よりはめ込まれ奥側に突き当てて取り付けられる。開口の中央部には突起２０２−３が形成され、第２の走査レンズ２０４の中央部に設けられた凹部２０４−１、同期ミラー中央部に設けられた凹部２０８−１を係合して主走査方向が位置決めされ、副走査方向には開口の一端に押し付けられて位置決めされる。また、第１の走査レンズ２０３には各々主走査の中央部底面に位置決め用の突起２０３−１を形成しており、ハウジング２０２に均等間隔で配備された係合孔２０２−２に装着し、主走査方向の相対位置が維持されるようにすると同時に、光軸方向の一端に突き当て、同中央部に各々の高さが同一平面となるよう配備された接着面に副走査方向の底面を当接して位置決めされる。
【００６２】
同期検知センサ２０９（例えばＰＩＮフォトダイオード）は隣接する光走査モジュール２００で共用する中間位置と両端位置に配置され、各光走査モジュール２００の走査開始側と走査終端側とでビームが検出できるようにプリント基板２０１上に実装される。
同期ミラー２０８は隣接する光走査モジュールの走査開始側と走査終端側との反射面が向かい合うように、くの字状に成形され、各々光ビームを反射し、共通の同期検知センサ２０９に導くことができるようにしている。
また、図中の２１０はコネクタで、全ての光走査モジュール２００への電源供給やデータ信号などのやり取りを一括して行う。
【００６３】
ハウジング２０２の両側面には、後述する感光体ドラム２２０を保持するカートリッジに感光体ドラムと同心に設けられた円筒面２１５に合わせて突き当て面２１１−１を有する位置決め部材２１１が取り付けられる。位置決め部材２１１はハウジング２０２の突起部２１２にねじ固定された後、Ｌ字状に設けた座面を装置本体のフレーム（図示せず）に設けられたピン２１３にスプリング２１４を介して配備されるので、上記カートリッジに常に押し付けられた状態で保持され、複数の光走査モジュール２００の感光体ドラム２２０に対する位置決めを一括して確実に行うことができる。
【００６４】
図４は上記の構成の光走査装置を、画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンターに適用した実施例を示している。
このカラーレーザプリンターでは、４色（例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の画像形成部毎に光走査装置５２０とプロセスカートリッジ５００とが個別に位置決めされ、記録材（例えば用紙）の搬送方向に沿って直列に配備される。用紙は給紙トレイ５０６から給紙コロ５０７により供給され、レジストローラ対５０８により印字のタイミングに合わせて送り出され、搬送ベルト５１１に載って搬送される。各色の画像形成部の感光体ドラム５０１上に形成された画像は用紙が各感光体ドラム５０１を通過する際にトナーが静電引力によって転写され順次色重ねがなされて、定着ローラ５０９で定着され、排紙ローラ５１２により排紙トレイ５１０に排出される。
【００６５】
尚、各色のプロセスカートリッジ５００はトナー色が異なるのみで構成は同一である。一例としては、感光体ドラム５０１の周囲には感光体ドラム５０１を高圧に帯電する帯電ローラ５０２、光走査装置５２０からの光ビームにより記録された静電潜像に帯電した各色のトナーを付着して顕像化する現像ローラ５０３、各色のトナーを備蓄するトナーホッパ５０４、感光体ドラム上に形成されたトナー画像を搬送ベルト５１１上の用紙に転写させる転写手段（図示せず）、用紙に転写された後の残トナーを掻き取り備蓄するクリーニングケース５０５が配備されている。
【００６６】
光走査装置５２０は、上記したように複数の光走査モジュールの走査線をつなぎ合わせて１ラインが構成され、総ドット数Ｌを分割し各々画像始端から１〜Ｌ１、Ｌ１＋１〜Ｌ２、Ｌ２＋１〜Ｌドットを割り当てて印字する構成であるが、本実施例では、この割り当てるドット数を各色で異なるようにすることで、同一ラインを走査する各色の走査線の継ぎ目が重ならないようにしている。
【００６７】
尚、本実施例では、光走査モジュール２００の可動ミラー１００の駆動方式として、静電引力を発生させ可動ミラーを駆動する方式を示したが、可動ミラーにコイルを形成してトーションバーと交差する方向に磁力線が通るように配備し、コイルに電圧を印加して電磁力を発生させ駆動する方式や、トーションバーに圧電素子を結合し、圧電素子に電圧を印加して直接可動ミラーに変位を発生させ駆動する方式等々であっても同様の構成で実施できる。
また、光走査装置を３つの光走査モジュール２００にて構成したが、この数は幾つであってもよく、画像形成装置の記録幅に合わせて数を増減して対応することもできる。
【００６８】
尚、上記の実施例では、画像形成装置として４つの光走査装置５２０とプロセスカートリッジ５００を備えたタンデム型のカラーレーザープリンターの例を示したが、これは用紙搬送ベルト５１１に代えて中間転写ベルトを用いる構成でもよく、その場合は、一旦中間転写ベルトに４色重ね合わせのトナー画像を形成した後、中間転写ベルトから用紙に一括してトナー画像を転写し、定着してカラー画像を形成する構成となる。
また、タンデム型に限らず、１つの光走査装置とプロセスカートリッジを備えた単色の画像形成装置や、１つの光走査装置とプロセスカートリッジ及び中間転写体を用いたカラー画像形成装置等、種々の形態の画像形成装置に本発明を適用することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の構成では、発光源からの光ビームを偏向する可動ミラーと、前記可動ミラーを軸支する基板と、前記可動ミラーの可動空間を備え、前記可動ミラーに対して、可動空間を介して対向し、可動ミラーとの間で光ビームを往復反射する対向ミラーを有する光走査装置において、基板面から副走査方向に傾斜して形成される対向ミラーを、光ビームの通過部を挟んで向かい合う方向に設ける構成としたものであり、可動ミラーと対向ミラー間で多重反射により主走査方向の走査角を拡大する際、前記対向ミラーは副走査方向に向かい合い、傾斜して形成されている為に、副走査方向曲がりを抑制でき、画像品質を向上することができる。
【００７０】
第２の構成では、第１の構成の光走査装置において、前記可動ミラーを軸支する第１の基板と、前記第１の基板に接合され、前記可動ミラーの可動空間を形成する第２の基板を備え、前記可動ミラーと対向し、可動ミラーとの間で光ビームを往復反射する対向ミラーを有する構成であり、前記第１の基板面から副走査方向に傾斜して形成される対向ミラーを、光ビームの通過部を挟んで向かい合う方向に設け、前記第２の基板に配備した構成としたものであり、可動ミラーと対向ミラー間で多重反射により主走査方向の走査角を拡大する際、前記対向ミラーは副走査方向に向かい合い、傾斜して形成されている為に、副走査方向曲がりを抑制でき、画像品質を向上することができる。
【００７１】
第３の構成では、第１または第２の構成の光走査装置において、前記可動ミラー面の垂直方向に平行な位置に、対向ミラーと可動ミラーとをアライメントする位置決め手段を有する構成としたものであり、可動ミラー面の垂直方向に平行な位置に位置決め手段を設けることにより、チップボンダー等で対向ミラーと位置決め手段を位置合わせした後、アドレス、接合することにより、可動ミラーとの実装位置合わせを高精度に行うことができ、光学特性が向上する。
【００７２】
第４の構成では、第１または第２の構成の光走査装置において、前記可動ミラー面と同一平面内に対向ミラーと可動ミラーとをアライメントする位置決め手段を有する構成としたものであり、可動ミラー形成時に同時に位置決め手段も形成できる為に、工程の増加を招くことが無く形成できる上に、可動ミラーと位置決め手段の位置関係が高精度に規定できるので、第３の構成に対する作用効果である対向ミラーとの実装精度を更に向上することができる。
【００７３】
第５の構成では、第３または第４の構成の光走査装置において、前記位置決め手段は対向ミラーを接合する接合面に設け、基板面の垂直対向に対向ミラーと重なるように配備される構成としたものであり、対向ミラーと位置決め手段が接合面上で深さ方向に重なる構成となっている為に、両者が接触することによる機械的アライメントが可能となる。光学的アライメントの場合では、対向ミラーと位置決め手段をアライメントした後、接合面にアドレスする場合、圧力が均一でなかったりすると、対向ミラーが位置ズレを起こしたりするが、機械的アライメントを用いることにより、その補正が容易に行える。また、接合面積の増大などによる接着力の増大などの効果も期待できる。
【００７４】
第６の構成では、第４の構成の光走査装置において、前記位置決め手段は対向ミラー側の方が可動ミラー側よりも大きな開口径である開口により露出している構成としたものであり、対向ミラーと位置決め手段を光学的にアライメントする際に、光の集光効果により位置決め手段のパターン認識性が向上し、アライメントし易く、精度が向上する。
【００７５】
第７の構成では、第３〜第６のいずれか一つの構成の光走査装置において、前記対向ミラーが接合される接合面には接合領域の周辺に凹部が複数形成されている構成としたものであり、接着剤を用いた接合の場合、接合面の材質、状態によっては接着剤が接合領域に広がらなかったり、かえって広がりすぎたりするが、接合領域の周辺に凹部を複数形成しておくことにより、広がりにくい場合は、凹部を順次伝わって広がっていき、広がりやすい場合は凹部に余計な接着剤が吸収され、接合領域周辺に良好な接着剤分布を形成でき、良好な接着剤接合が得られる。
【００７６】
第８の構成では、第２の構成の光走査装置において、前記可動ミラーの可動空間を形成する第２の基板としてフレーム基板を配備し、該フレーム基板には、対向ミラーを第１の基板との接合面に対して位置決め支持するとともに、前記第１の基板面上で可動ミラーとの位置決めを行って接合する構成としたものであり、フレーム基板に対向ミラーを位置決め実装した後に、この対向ミラー一体部品を良品選別して、部品単価が高く、可動評価を終えた後の第１の基板に位置決め実装することができ、両者を実装した多重反射マイクロミラーの歩留まりが向上する。
【００７７】
第９の構成では、第８の構成の光走査装置において、前記対向ミラーの副走査方向の傾斜角は、フレーム基板に接合する、対向ミラーの反射面端及び該反射面端に隣接形成された凹部の外端により規定される構成としたものであり、対向ミラー部材にエッチングや機械加工等で凹部を形成した後、所望の傾斜角を得る位置で切出しを行うという簡便な製法で形成でき、部品材料や加工コストを安くできる。また、加工前の部材は板状のもので良いので、初期に研磨等でミラー面となる部位を平滑に加工できる為、ミラー面として好適な平滑面を得ることができる。さらに、対向ミラーの傾斜角を規定する際に、凹部の深さのバラツキにより、凹部の切りだし位置を調整することにより、高精度の傾斜角を得ることができ、光学特性の向上及び特性バラツキの低減を図ることができる。
【００７８】
第１０の構成では、第８の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に凹部を形成し、該凹部に対向ミラーの一部を埋設された構成において、対向ミラーの副走査方向の傾斜角は対向ミラーと該凹部の接点とで規定される構成としたものであり、フレーム基板にエッチングや機械加工等で凹部を形成した後、凹部の深さに応じて、所望の傾斜角を得る対向ミラーの長さで切出しを行うという簡便な製法で形成でき、部品材料や加工コストを安くできる。また、加工前の部材は板状のもので良いので、初期に研磨等でミラー面となる部位を平滑に加工できる為、ミラー面として好適な平滑面を得ることができる。さらに、対向ミラーの傾斜角を規定する際に、凹部の深さのバラツキにより、凹部の切りだし位置を調整することにより、高精度の傾斜角を得ることができ、光学特性の向上及び特性バラツキの低減を図ることができる。また、フレーム基板の凹部へ対向ミラーを埋設する構成なので、突き当て効果で実装時に部品の微動によるアライメント誤差が小さい。
【００７９】
第１１の構成では、第９または第１０の構成の光走査装置において、前記可動ミラーと平行なフレーム基板上面に、対向ミラーをアライメントする位置決め手段を備える構成としたものであり、フレーム基板上面に位置決め手段を設けることにより、対向ミラーと第１の基板との位置合わせを高精度に行うことができる。また、フレーム基板に可動ミラーの揺動空間を形成する際に、アライメントに利用できる溝等を同時に作製しておくことにより、工程の増加無く対向ミラーとの位置合わせを高精度に行うことができる。
【００８０】
第１２の構成では、第１１の構成の光走査装置において、上記位置決め手段は、光ビームの入出射側である、対向ミラー反射面の開口端側に位置合わせできるように配備される構成としたものであり、対向ミラー部材の接合面側は傾斜角の調整の為に長さが変動するが、反射面側は常に長さが一定なので、開口端側の反射面端を基準にフレームに位置合わせするように位置決め手段を設けることにより、常に一定の方法で高精度に位置合わせが可能となる。
【００８１】
第１３の構成では、第９または第１０の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に接合される対向ミラーの長さは、対向ミラーの反射面の長さより長い構成としたものであり、傾いた形状の対向ミラーあるいは対向ミラーを傾けてフレームに実装する際に、対向ミラーの接合領域の長さを反射面の長さより長くすることにより、実装時の対向ミラーの安定性が向上する。
【００８２】
第１４の構成では、第９または第１０の構成の光走査装置において、前記対向ミラー部材の反接合面側に、反射面に平行する部位を有する構成としたものであり、可動ミラーと対向ミラーは向かい合った構成で実装されているので、実装後には対向ミラーの傾斜角が所望の傾斜角となっているのか知るのは難しいが、対向ミラー部材の反接合面側に、反射面に平行する部位を有する構成にして、外側から観測できる反射面に平行な部位を計測することにより、実際の対向ミラー反射面の傾斜角を見積もることができる。また、その反射面に平行な部位に光ビームを当てながらのアクティブアライメントで傾斜角を合わせ込みながらの実装も可能となる。
【００８３】
第１５の構成では、第９の構成の光走査装置において、前記対向ミラー凹部の傾斜角度調整切りだし位置は、対向ミラー反射面との平行面の一部である構成としたものであり、対向ミラー凹部の傾斜角度調整切りだし位置が、対向ミラー反射面との平行面の一部であることにより、切りだし位置の決定が容易でかつ傾斜角の精度が良い。
また、第１６の構成では、第９の構成の光走査装置において、前記対向ミラー部材は、面方位（１００）のＳｉ基板により形成される構成としたものであり、面方位（１００）のＳｉ基板で対向ミラーを形成する場合、結晶異方性エッチングを用いることができ、第１５の構成を容易に低コストで得ることができる。また、Ｓｉ基板の結晶異方性エッチングを用いることにより、高精度加工、大量生産が可能である。また、反射面の開口端側の加工処理も結晶異方性エッチングを用いることにより、光ビームの入出射時のけられの無い形状が得られると共にミラー端をシャープに形成できる。
【００８４】
第１７の構成では、第１０の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に形成される凹部の底面は、可動ミラーと平行面である構成としたものであり、対向ミラーの傾斜角を規定する対向ミラー部材の一端を可動ミラーと平行面であるフレーム基板の凹部の底面に配置することにより、配置位置の決定が容易でかつ傾斜角の精度を向上することができる。
また、第１８の構成では、第１７の構成の光走査装置において、前記フレーム基板に形成される凹部は、フレーム基板を貫通された形状であり、その底面は可動ミラーを軸支する第１の基板面である構成としたものであり、フレーム基板は可動ミラーと対向ミラー間の距離を規定する部材である為にその厚さは高精度に形成されているので、フレーム基板に形成する凹部をフレーム基板を貫通した形状にすることにより、凹部の深さは高精度で一定となるので、対向ミラーの一部を埋設して傾斜角度を規定する際、その精度を向上することができる。
【００８５】
第１９の構成では、第１０の構成の光走査装置において、前記対向ミラー部材は、面方位（１００）のＳｉ基板により形成される構成としたものであり、面方位（１００）のＳｉ基板で対向ミラーを形成する場合、結晶異方性エッチングを用いて、反射面の開口端側の加工処理を行うことができ、光ビームの入出射時のけられの無い形状が得られると共にミラー端をシャープに形成できる。また、Ｓｉ基板の結晶異方性エッチングを用いることにより、高精度加工、大量生産が容易で低コストに形成できる。
また、第２０の構成では、第１９の構成の光走査装置において、前記フレーム基板も面方位（１００）のＳｉ基板により形成される構成としたものであり、対向ミラー部材、フレーム部材共に結晶異方性エッチングにて加工することができ、同形状のテーパー面を形成できるので、両者の接合時の位置合わせに各々のテーパー面を突き当てることにより実装時の精度を向上することができる。
【００８６】
第２１の構成では、像担持体と、該像担持体に光ビームを照射して静電像を形成する光走査装置と、前記像担持体上の静電像をトナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上で顕像化されたトナー像を記録材に直接あるいは中間転写体を介して転写する転写手段とを有する画像形成装置において、前記光走査装置として、第１〜第２０のいずれか一つの構成の光走査装置を備えた構成としたものであり、可動ミラーと対向ミラーで構成される光走査装置を用いているので、従来のポリゴンミラーを用いた場合に比べ、消費電力が小さく、低騒音な画像形成装置を得ることができる。また、可動ミラー面に対向して所定傾斜角度を有する対向ミラーを、高精度の傾斜角度で、高精度に位置決め配備でき、多重反射に伴う走査線の曲がりを補正することができる構成の光走査装置を備えているので、高品位な画像記録を行うことができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す光走査モジュールの分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施例を示す光走査装置の断面図である。
【図３】（ａ）は図２に示す光走査装置の外観図、（ｂ）はその光走査装置の透視図である。
【図４】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図５】図１に示す光走査モジュールの要部断面図である。
【図６】従来の可動ミラーを用いた光走査装置における走査線の軌跡の曲がりの説明図である。
【図７】本発明の実施例を示す図であって、対向ミラーの作製プロセスの一例を示す図である。
【図８】本発明の実施例を示す図であって、対向ミラーの作製プロセスの別の例を示す図である。
【図９】本発明の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーと重ね合わせて実装したものの実装後の上面からの透視図と断面形状の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例を示す図であって、ＳＯＩ基板を用いたマイクロミラーの作製プロセスの一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーに重ね合わせて実装する工程の一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーに重ね合わせて実装する工程の別の例を示す図である。
【図１３】本発明の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーに重ね合わせて実装する工程のさらに別の例を示す図である。
【図１４】本発明の別の実施例を示す図であって、対向ミラーの作製プロセスの一例を示す図である。
【図１５】本発明の別の実施例を示す図であって、対向ミラーの作製プロセスの別の例を示す図である。
【図１６】本発明の別の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーと重ね合わせて実装したものの実装後の上面からの透視図とＡ線部分の断面形状の一例を示す図である。
【図１７】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーと重ね合わせて実装したものの実装後の上面からの透視図とＡ線部分の断面形状の一例を示す図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、２種類の対向ミラー基板をマイクロミラーと重ね合わせて実装したものの実装後の上面からの透視図とＡ線部分の断面形状の一例を示す図である。
【符号の説明】
１００：可動ミラー
１０１：トーションバー
１０２：Ｓｉ基板
１０３：対向ミラー基板
１０４：可動電極
１０５：対向ミラー基板
１０６：反射面
１０７：支持フレーム
１０８：ＬＤチップ
１０９：モニタ用ＰＤチップ
１１０：カップリングレンズ
１１１：カバー
１１２：ガラス板
１１５：リード端子
１１６：プリズム
１２０：フレーム基板（Ｓｉ基板）
１２１：固定電極
１２２：反射面
２００：光走査モジュール
２０１：プリント基板
２０２：ハウジング
２０３：第１の走査レンズ
２０４：第２の走査レンズ
２０５：突起
２０６：係止部
２０８：同期ミラー
２０９：同期検知センサ
２１０：コネクタ
２１１：位置決め部材
２１２：突起部
２１３：ピン
２１４：スプリング
２１５：円筒面
５００：プロセスカートリッジ
５０１：感光体ソラム（像担持体）
５０２：帯電ローラ
５０３：現像ローラ
５０４：トナーホッパ
５０５：クリーニングケース
５０６：給紙トレイ
５０７：給紙コロ
５０８：レジストローラ対
５０９：定着ローラ
５１０：排紙トレイ
５１１：搬送ベルト
５１２：排紙ローラ
５２０：光走査装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical scanning device for an optical apparatus, particularly an optical scanning device used for an image forming apparatus such as a digital copying machine, a laser printer, a laser plotter, and a facsimile, and an image forming apparatus provided with the optical scanning device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a writing optical system of a laser printer obtains an angle of view (scanning angle, hereinafter referred to as a scanning angle) by scanning a light beam in a main scanning direction using a polygon mirror. An image is formed on the body. In order to improve the image quality of the printer, it is necessary to reduce the focused spot diameter of the beam. However, the focused spot diameter is proportional to the product of the laser wavelength and the focal length. And (2) a method of shortening the focal length. (1) To shorten the wavelength of the laser, it is necessary to use a blue laser diode and design an optical system such as a lens corresponding to the blue laser diode. Also, (2) when shortening the focal length, it is necessary to bring the optical system subsequent to the deflecting unit that deflects the light beam closer to the photoconductor. In such a case, it is difficult to achieve uniform pixels in the main scanning direction with a single deflecting unit, and it is necessary to use a plurality of modularized deflecting units arranged in the main scanning direction. A method using one deflection unit is called a batch scanning method, whereas a method using a plurality of modularized deflection units arranged in the main scanning direction is called a division scanning method.
[0003]
In a conventional optical scanning device, a polygon mirror or a galvanometer mirror is used as a deflector for scanning a light beam, but in order to achieve a higher resolution image and high-speed printing, this rotation must be further accelerated, and a bearing is used. However, there is a problem of durability, heat generation and noise due to windage, and there is a limit to high-speed scanning.
In recent years, research on an optical deflector using silicon micromachining has been advanced. As disclosed in Patent Documents 1 and 2 below, a movable mirror and a torsion bar supporting the movable mirror are supported by a Si substrate. Have been proposed. According to this method, the reciprocating vibration is performed by utilizing the resonance, so that high-speed operation is possible, but there is an advantage that noise is low. Further, since the driving force for rotating the movable mirror can be reduced, the power consumption can be reduced.
[0004]
Further, among the micromirrors, there are mainly three types, the electromagnetic type, the piezoelectric type, and the electrostatic type, depending on the difference in the driving method. The electromagnetic force method and the piezoelectric method can easily obtain a large scanning angle, but on the other hand, use permanent magnets and piezoelectric elements, so that the number of parts is large and miniaturization is difficult. On the other hand, while the electrostatic force method can easily be miniaturized, the scanning angle and the driving voltage have a relation of a trade-off, and it is difficult to obtain a large scanning angle. Therefore, in the case of the electrostatic force method, an attempt is made to obtain a large scanning angle by providing a reflecting mirror (hereinafter, referred to as an opposing mirror) at a position facing the micromirror and causing multiple reflections between the micromirror and the opposing mirror. There is.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2722314
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3011144
[Patent Document 3]
JP-A-4-80709
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, there has been proposed a method in which a movable mirror and a torsion bar for supporting the movable mirror are integrally formed on a Si substrate. According to this method, the reciprocating vibration is performed by utilizing the resonance, so that high-speed operation is possible, but there is an advantage that noise is low. Further, since the driving force for rotating the movable mirror can be reduced, the power consumption can be reduced.
[0007]
On the other hand, when the light beam is scanned by the resonance vibration mirror, the amplitude is very small. Therefore, in order to obtain a recording width similar to that of a conventional deflector, for example, a polygon mirror, means for expanding the scanning angle is required. Patent Literature 3 discloses an example in which a fixed mirror is provided to face a rotating mirror to perform multiple reflection. According to this method, the scanning angle can be easily enlarged. However, as shown in FIG. 6A, when the light beam is incident at an angle α in the sub-scanning direction with respect to the mirror surface normal, the deflected scanning is performed. The trajectory of the line causes bending, which is a factor of deteriorating image quality. Similarly, as shown in FIG. 6B, when light is incident from the opposite direction at an angle -α, the trajectory of the scanning line which is reversed from the above is drawn.
[0008]
Therefore, the scanning line can be corrected to be a straight line by canceling the curvature caused by the reflection having a positive incident angle with respect to the mirror normal and the curvature caused by the reflection having a negative incidence angle substantially equal to each other. In order to realize this, it is necessary to provide a reflecting surface inclined at a predetermined angle in the sub-scanning direction opposite to the movable mirror surface, and to invert the sign of the incident angle in reverse to make the light enter the movable mirror surface again.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical scanning device having a configuration in which a facing mirror having a predetermined tilt angle facing a movable mirror surface can be positioned and deployed at a high precision tilt angle with high precision. It is another object of the present invention to provide an optical scanning device having a configuration capable of correcting the bending of a scanning line due to multiple reflection. It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus including the optical scanning device and capable of performing high-quality image recording.
[0010]
More specifically, in the present invention, the reflecting surface of the opposing mirror substrate of the optical scanning device is a highly accurate mirror surface, the opposing mirror substrate is manufactured at low cost, and the adjustment margin of the inclination angle of the opposing mirror substrate is reduced. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method and a highly accurate mounting method of a counter mirror substrate.
In the optical scanning device of the present invention, since multiple reflections are caused by the movable mirror and the opposing mirror, the mounting accuracy of the two has a large effect on optical characteristics.
Therefore, more specifically, by providing a highly accurate mounting method (particularly a chip-level mounting method) of the movable mirror and the opposing mirror of the optical scanning device, it is possible to improve the optical characteristics and the yield by improving the mounting accuracy. It is an object. Furthermore, it is another object of the present invention to provide an easy mounting method to improve mounting productivity and reduce mounting and device costs.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a means for achieving the above object, a first configuration of the present invention includes a movable mirror that deflects a light beam from a light emitting source, a substrate that supports the movable mirror, and a movable space for the movable mirror. An optical scanning device having an opposing mirror that opposes the movable mirror via a movable space and reflects a light beam back and forth between the movable mirror and the movable mirror, the optical mirror is formed to be inclined in the sub-scanning direction from the substrate surface. The opposing mirror is provided in a direction facing each other across the light beam passage portion (claim 1).
[0012]
According to a second configuration, in the optical scanning device according to the first configuration, a first substrate that supports the movable mirror and a second substrate that is joined to the first substrate and that forms a movable space for the movable mirror. An opposing mirror that includes a substrate, opposes the movable mirror, and that reciprocally reflects a light beam between the movable mirror and the movable mirror, and is formed to be inclined in the sub-scanning direction from the first substrate surface. Are provided in a direction facing each other with the light beam passage portion therebetween, and are arranged on the second substrate (claim 2).
[0013]
According to a third configuration, in the optical scanning device according to the first or second configuration, positioning means for aligning the opposing mirror and the movable mirror is provided at a position parallel to a vertical direction of the movable mirror surface. (Claim 3).
Further, the fourth configuration is a configuration in which, in the optical scanning device of the first or second configuration, positioning means for aligning the opposing mirror and the movable mirror in the same plane as the movable mirror surface is provided ( Claim 4).
[0014]
A fifth configuration is the optical scanning device according to the third or fourth configuration, wherein the positioning unit is provided on a bonding surface for bonding the opposing mirror, and is disposed so as to overlap the opposing mirror in a direction perpendicular to the substrate surface. (Claim 5).
In a sixth configuration, in the optical scanning device according to the fourth configuration, the positioning unit is configured to be exposed by an opening having a larger opening diameter on the facing mirror side than on the movable mirror side. (Claim 6).
Further, a seventh configuration is such that in the optical scanning device according to any one of the third to sixth configurations, a plurality of concave portions are formed around a bonding region on a bonding surface where the opposed mirror is bonded. (Claim 7).
[0015]
In an eighth configuration, in the optical scanning device according to the second configuration, a frame substrate is provided as a second substrate that forms a movable space of the movable mirror, and a counter mirror is provided on the frame substrate with the first substrate. In addition, the positioning and support are performed with respect to the bonding surface, and the positioning is performed with the movable mirror on the surface of the first substrate to perform bonding.
According to a ninth configuration, in the optical scanning device according to the eighth configuration, the inclination angle of the counter mirror in the sub-scanning direction is set to be adjacent to the reflection surface end of the counter mirror and the reflection surface end, which are bonded to the frame substrate. The configuration is defined by the outer end of the recessed portion (claim 9).
A tenth configuration is the optical scanning device according to the eighth configuration, wherein a concave portion is formed in the frame substrate, and a part of the opposing mirror is embedded in the concave portion. Is a configuration defined by the opposing mirror and the contact point of the concave portion (claim 10).
[0016]
According to an eleventh configuration, in the optical scanning device according to the ninth or tenth configuration, a positioning unit for aligning the opposing mirror is provided on the upper surface of the frame substrate parallel to the movable mirror. .
According to a twelfth configuration, in the optical scanning device according to the eleventh configuration, the positioning unit is provided so as to be positioned at an opening end side of the reflection surface of the opposing mirror, which is a light beam input / output side. (Claim 12).
[0017]
According to a thirteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth or tenth configuration, the length of the opposing mirror bonded to the frame substrate is longer than the length of the reflection surface of the opposing mirror. Item 13).
In a fourteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth or tenth configuration, a portion parallel to a reflection surface is provided on a side opposite to the joining surface of the opposed mirror member. ).
[0018]
According to a fifteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth configuration, the tilt angle adjustment cutout position of the concave portion of the opposite mirror is a part of a plane parallel to the reflection surface of the opposite mirror. Item 15).
A sixteenth configuration is the optical scanning device according to the ninth configuration, wherein the opposing mirror member is formed by a Si substrate having a plane orientation of (100).
[0019]
According to a seventeenth configuration, in the optical scanning device according to the tenth configuration, the bottom surface of the concave portion formed in the frame substrate is parallel to the movable mirror.
According to an eighteenth configuration, in the optical scanning device according to the seventeenth configuration, the concave portion formed in the frame substrate has a shape penetrating the frame substrate, and the bottom surface of the concave portion is a first portion that supports the movable mirror. It is configured to be a substrate surface (claim 18).
[0020]
According to a nineteenth configuration, in the optical scanning device according to the tenth configuration, the opposed mirror member is formed by a Si substrate having a plane orientation of (100).
In a twentieth configuration, in the optical scanning device according to the nineteenth configuration, the frame substrate is also formed of a Si substrate having a plane orientation of (100).
[0021]
A twenty-first configuration includes an image carrier, an optical scanning device that irradiates the image carrier with a light beam to form an electrostatic image, and a developing device that visualizes the electrostatic image on the image carrier with toner. Means, and a transfer means for transferring the toner image visualized on the image carrier to a recording material directly or via an intermediate transfer member, wherein the optical scanning device includes first to 20. The optical scanning device according to claim 20, further comprising:
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration, operation, and operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an embodiment of one method for manufacturing a counter mirror substrate used in the optical scanning device of the present invention is shown in FIGS. This is because a concave portion is formed in the opposing mirror substrate, and the reflective surface end and the outer end of the concave portion formed adjacent to the reflective surface end are joined to the frame substrate forming the movable space of the movable mirror. 2 shows a process flow and a cross-sectional shape (sub-scanning direction) of the opposing mirror 2 used to form a configuration in which the inclination angle is defined.
[0023]
The figure shows a case where a silicon (Si) substrate is used as the substrate material of the opposing mirror 2 and the desired inclination angle is 9.5 °. The substrate material is not limited to the Si substrate, and a glass substrate or the like may be used, but by devising a processing process on the opening end side where the light beam enters and exits,
(1) It is possible to have a shape in which the beam is not easily shaken when the light beam enters and exits.
(2) The mirror surface end on the entrance / exit aperture side can be formed sharply,
For that reason, Si substrates are most preferred. Therefore, FIGS. 7 (1) to 7 (6) show the process flow and the cross-sectional shape of the most suitable shape using the Si substrate. The concave portion may be formed by machining such as cutting, but here, crystal anisotropic etching of Si using an alkaline aqueous solution is used. This is because the concave shape can be easily obtained with high precision, and at the same time, the above (1) and (2) can be achieved.
[0024]
First, for example, an SiN film 002 serving as an etching mask is formed on both surfaces of a Si substrate 001 having a plane orientation (100) as a substrate material by an LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) method (FIG. 7A). Next, by a photolithography technique and dry etching of the SiN film, a pattern is formed in which the reflection mirror end on the light beam entrance / exit opening end side is formed from the reflection mirror surface side. Thereafter, for example, the first crystal anisotropic etching is performed using a KOH aqueous solution having a concentration of 25 wt% and a temperature of 80 ° C. [FIG. 7 (2)]. The purpose of this etching is to make the shape of the light beam entrance / exit opening end side such that the beam is less likely to be shaken. This is based on the fact that, when a Si substrate having a crystal plane orientation of (100) is subjected to crystal anisotropic etching, a taper surface forming 54.7 ° appears with respect to the Si substrate surface. This is because a <111> crystal plane orientation with an extremely low etching rate appears in a direction forming 54.7 ° with respect to the Si substrate surface.
[0025]
It should be noted here that the process is not performed until the substrate is penetrated. Finally, the penetration of the substrate, which defines the length (in the sub-scanning direction) of the reflection mirror surface, is performed by etching the second time from the opposite side. This is because the length of the reflecting mirror surface (in the sub-scanning direction) can be more accurately defined regardless of variations in the substrate thickness. The role of the first etching is to make the shape on the entrance / exit opening side a suitable shape. By etching from both sides together with the second etching described later, a preferred shape shown in the figure is obtained.
[0026]
Next, by photolithography technology and dry etching of the SiN film, a pattern for forming a concave portion on the reflection mirror surface side of the substrate and a through-substrate pattern for defining the length of the reflection mirror surface (in the sub-scanning direction) are patterned [ FIG. 7 (3)]. Subsequently, the penetration of the entrance and exit openings and the formation of recesses are performed by the second anisotropic etching. The etching control here is set according to the depth of the recess. Here, for example, the depth of the concave portion is set to 250 μm [FIG. 7 (4)].
[0027]
Next, after removing the SiN film, a mirror metal 003 such as gold (Au) or aluminum (Al) serving as a reflection film is formed [FIG. 7 (5)]. Finally, dicing is performed at the position indicated by the dashed arrow, thereby completing the opposing mirror member. At this time, dicing in the sub-scanning direction is performed at a position 1494 μm away from the end of the reflective surface adjacent to the concave portion, so that the angle between the end of the reflective surface adjacent to the concave portion and the outer end of the concave portion is 9.5 °. [FIG. 7 (6)]. As can be seen from the cross-sectional view in the sub-scanning direction, the dicing position of the concave portion in the sub-scanning direction is the bottom surface of the concave portion, and the bottom surface is parallel to the substrate surface (reflection surface). Is easy to get. Therefore, as the selection of the Si substrate, the use of a Si substrate having a plane orientation of (100) is most effective because the above-described configuration is easily obtained.
[0028]
Finally, a method of finely adjusting the tilt angle will be described with reference to FIG. When adjusting the dicing position in the sub-scanning direction and adjusting the tilt angle due to the variation in the depth of the concave portion, the dicing position can be determined by directly measuring the depth of the concave portion. The method of determining the dicing position by image recognition of the sharpness of the bottom shape of the mark is shown on the lower side of FIG. 7 (6) shows a corresponding top view of the opposing mirror substrate processed by anisotropic etching. The alignment marks (A), (B), and (C) are formed by changing the positions and widths of the alignment marks little by little as shown in the figure. When the depths of the alignment marks are 245 μm, 250 μm, and 255 μm, respectively. This is a time when an etching V-groove is just formed, and a dicing of the bottom of the V-groove is performed in the just time, so that an inclination angle of 9.5 ° is obtained (hereinafter, even if the etching progresses, the V-groove is formed). The groove remains the V groove). Therefore, the dicing may be performed at the alignment mark position where the formation of the V-groove is a just position by checking the V-groove (bottom) shape of the alignment marks (A), (B), and (C). Looking at the opposing mirror substrate shown in the figure, since it is described for one chip, there are many places where alignment marks are formed, and it seems that there is a substrate loss. There is no.
[0029]
Next, FIG. 8 shows a process flow and a cross section of another counter mirror 1 having a tilt angle of 26.3 ° formed in the same manner. Also in this case, the depth of the bottom of the concave portion is designed to be 250 μm and manufactured. This is because two types of opposed mirror substrates having different inclination angles can be manufactured under the same process conditions, and the processing cost can be reduced.
Although the two types of opposed mirror substrates shown in FIGS. 7 and 8 are both made of a Si substrate, the reflection surface is made of a Si polished surface. And a suitable smooth surface is obtained.
[0030]
FIG. 9 shows an example of a perspective view and an example of a cross-sectional shape from the top surface after mounting the two types of counter mirror substrates thus fabricated on a micro mirror. Here, the micromirror is manufactured using an SOI (Silicon on Insulator) substrate having a frame substrate 005 for securing a movable space for the movable mirror 006, and the thicker Si substrate of the SOI substrate serves as the frame substrate 005. Also serves as. As shown in FIG. 9, the shape of the light beam entrance / exit opening on the counter mirror 2 side is 44.8 ° from the vertical direction of the movable mirror surface, and 61.6 ° on the counter mirror 1 side. The shape is such that the beam is hardly shaken with respect to the light beam that enters and exits obliquely.
[0031]
Further, an alignment mark 011 as a positioning means is formed on the frame substrate 005 for positioning when mounting the opposing mirror substrate and the micro mirror. Here, the Si substrate as the frame substrate 005 uses a plane orientation (100) substrate, and the alignment marks as shown can be formed at the same time when forming the movable space of the movable mirror 006 without increasing the number of steps. The alignment mark 011 is formed at a position to be aligned with the end of the reflection mirror surface on the opening side of the counter mirror substrate. Thereby, even when the outer size of the opposing mirror substrate changes in order to finely adjust the inclination angle of the opposing mirror, it is possible to always perform high-accuracy alignment by a constant method. Here, the alignment mark formed on the frame substrate has been described, but it may be formed on the Si substrate 004 on the side where the movable mirror 006 is formed and supported.
[0032]
Also, since the lengths of the opposing mirrors 1 and 2 bonded to the frame substrate 005 are designed to be longer than the length of the reflecting mirror surface of the opposing mirror, the inclined mirror is mounted. In doing so, the stability of the opposing mirror is improved.
Furthermore, since the opposite mirror substrate has a configuration having a portion parallel to the reflection surface on the anti-joining surface side, after the movable mirror and the opposite mirror are mounted in a facing configuration, the inclination angle of the opposite mirror becomes a desired angle. Even if it is difficult to know whether or not the inclination angle is obtained, it is possible to estimate the actual inclination angle of the reflection surface of the opposing mirror by measuring the parallel portion of the reflection surface that can be observed from the outside. In addition, mounting can be performed while adjusting the inclination angle by active alignment while applying a light beam to the parallel portion.
[0033]
Here, it has been described that the movable mirror 006 and the Si substrate 004 on which the movable mirror is pivotally supported and the frame mirror 005 that secures the movable space of the movable mirror are mounted on the one where the opposing mirror is mounted. There is also a method of mounting the opposing mirror on the substrate and then mounting the integrated component on the micro mirror.
[0034]
Next, a description will be given of a manufacturing process of a structure in which two types of opposing mirror substrates having the configuration shown in FIG. 9 are superimposed on a micromirror and mounted thereon. Here, the micromirror is described in the case where a mirror driven by electrostatic force is manufactured using an SOI substrate. First, a Si substrate 004 for forming the movable mirror 006 and a Si substrate (referred to as a frame substrate) 005 for defining the movable space of the movable mirror are designed to have a desired thickness by substrate polishing or the like (FIG. 10A). Next, a comb-shaped pattern to which a voltage is applied and a beam pattern that supports the movable mirror 006 are patterned by a photoresist 007 [FIG. 10 (2)]. Next, Si dry etching is performed by RIE (Reactive Ion Etching) using ICP or the like to penetrate the Si substrate 004 [FIG. 10 (3)]. Next, after the photoresist 007 is peeled off, the front and back of the substrate are inverted, and for example, an SiN film 002 serving as an etching mask is formed on both surfaces by LPCVD. Next, a pattern of the movable space of the movable mirror is formed by photolithography and dry etching of the SiN film [FIG. 10 (4)]. Thereafter, the crystal is anisotropically etched with a KOH aqueous solution having a concentration of 25 wt% and a temperature of 80 ° C. to form a movable space [FIG. 10 (5)]. Here, KOH etching using the SiN film 002 as a mask has been described as a method for forming the movable space. ₂ TMAH etching using a film as a mask or RIE etching using a photoresist as a mask may be used, but the present invention is not limited to this. Next, the SiN film and the SiOI of the SOI substrate ₂ After the films are sequentially removed, a mirror metal 008 such as Au or Al serving as a reflective film and a metal (not shown) serving as an electrode are sequentially formed to obtain a movable mirror 006 [FIG. 10 (6)]. The above is the manufacturing method of the micromirror, and the figure viewed from the top is finally shown in FIG. 10 (7).
[0035]
Here, as a method for forming the movable space, the frame substrate is formed by using the Si substrate on one side of the SOI substrate as the frame substrate, but this is merely an example, and the frame substrate may be a glass substrate. The movable mirror and the movable space may be integrally formed on one Si substrate. There is also a method in which a separate frame substrate in which a movable space is formed in advance is bonded to an Si substrate on which a movable mirror is formed. However, the use of an SOI substrate is superior in terms of the easiness of the process and the quality of the formed micromirror.
[0036]
Next, one embodiment of a process of superposing and mounting the opposing mirror substrate manufactured in the process shown in FIGS. 7 and 8 and the micromirror manufactured in the process shown in FIG. 10 will be described with reference to FIG. . The positioning means (alignment mark) 011 shown here is formed on the frame substrate simultaneously with the movable space pattern in the micromirror manufacturing step (4) shown in FIG. Here, the Si substrate as the frame substrate uses a substrate having a plane orientation (100), and the positioning means 011 as shown can be formed at the same time when forming the movable space of the movable mirror without increasing the number of steps. Here, the positioning means 011 is formed at a position to be positioned with respect to the end of the reflection mirror surface on the opening side of the opposing mirror substrate. This is because, even when the outer size of the opposing mirror substrate changes in order to finely adjust the inclination angle of the opposing mirror, positioning can always be performed with a high accuracy with a constant method.
[0037]
In FIG. 11, the opposing mirror 2 is held by a collet 009 on a micromirror fixed to a bonding device such as a chip bonder and the like, and the reflecting mirror surface end on the opening side is optically aligned with the positioning means 011 through the objective lens 010. [FIG. 11 (1)]. Next, the opposing mirror 2 is moved down in the vertical direction as it is to address the joint surface with the micro mirror. Further, while maintaining the state, an ultraviolet (UV) curing adhesive 012 of, for example, a heat application type is applied using a dispenser or the like. Here, the adhesive 012 is applied to the four corners of the joining position. Thereafter, the adhesive 012 is cured by UV irradiation, heating, or both, and is bonded. Similarly, another counter mirror 1 is joined to the micro mirror [FIG. 11 (2)]. With the above, the mounting process is completed, and a top view after the completion is shown in FIG.
[0038]
The disadvantage of this method is that, when the positioning means 011 is formed, a positional shift at the time of patterning and a positional shift due to etching process occur when the positioning means 011 is formed. The deviation affects the positional relationship of the movable mirror 006. However, as long as the specifications of the positional accuracy of both are satisfied, there is no problem, and it can be used as one of the mounting methods. As shown in FIG. 11, the shape of the light beam entrance / exit opening on the side of the opposing mirror 2 is 44.8 ° from the vertical direction of the movable mirror surface, and 61 mm on the side of the opposing mirror 1. It is a shape of 0.6 °, and is less likely to be deviated from a light beam that enters and exits obliquely. Here, description will be given in terms of mounting of the opposing mirrors 1 and 2 on a joint of the movable mirror 006 and the Si substrate 004 on which the movable mirror is pivotally supported, and the frame substrate 005 for securing the movable space of the movable mirror. However, there is also a method in which the counterpart mirror is mounted on the frame substrate, and then the integrated component is mounted on the micromirror.
[0039]
Next, another embodiment of the mounting step of the present invention is shown in FIG. The difference from FIG. 11 is that the positioning means 013 is not formed on the frame substrate 005, but is formed in the same plane as the movable mirror surface of the Si substrate 004. The effect is that the positioning means 013 can be formed at the same time by the photolithography and the etching technology at the time of forming the movable mirror 006, so that it can be formed without increasing the number of steps, and the positional relationship between the movable mirror 006 and the positioning means 013 can be improved. This is a point that can be specified with high precision. Therefore, the mounting accuracy of the opposing mirrors 1 and 2 and the movable mirror 006 can be further improved as compared with the method of FIG. Further, the positioning means is configured such that the opposite mirror side is exposed through an opening (a> b) having a larger opening diameter than the movable mirror side. This is because, when optically aligning the opposing mirror and the positioning means, the pattern recognizability of the positioning means is improved by the light condensing effect, the alignment is easy, and the accuracy is improved.
[0040]
Next, another embodiment of the mounting step of the present invention is shown in FIG. This is a mounting method in which mechanical alignment is added to the mounting method using optical alignment in FIG. In order to enable mechanical alignment, a positioning means 015 for mechanical alignment is provided on a bonding surface for bonding the opposing mirrors 1 and 2, and is disposed so as to overlap the opposing mirrors 1 and 2 vertically to the substrate surface. Configuration. Hereinafter, a mounting method using the configuration shown in FIG. 13 will be described.
[0041]
First, the opposing mirror 2 is brought into contact with the mechanical alignment positioning means 015, and the rough position and the parallel scanning of the opposing mirror in the main scanning direction are performed [FIG. 13 (1)]. Next, an accurate position is determined by the optical alignment positioning means 013. At this time, by moving the opposing mirror 2 while making it contact the mechanical alignment positioning means 015, the parallelism is maintained [FIG. 13 (2)]. Next, after the final address of the opposing mirror 2 and the application of the adhesive 012 are performed, the coating is cured and the process is completed. Further, another counter mirror 1 is similarly operated [FIG. 13 (3)]. Finally, a top view after mounting is shown in FIG.
[0042]
The advantage of using mechanical alignment as in the embodiment shown in FIG. 13 is that in the case of optical alignment, when the opposing mirror and the positioning means are aligned and then the bonding surface is addressed, the pressure is not uniform. Then, the position of the opposing mirror is shifted, but the correction can be easily performed by using the mechanical alignment. In addition, an effect can be expected because the adhesive strength is increased due to an increase in the bonding area. It is also effective in preventing excess adhesive from protruding. It should be noted that mounting is possible only with the positioning means for mechanical alignment, but it is most effective to use it together with optical alignment as in this embodiment. Further, in the present embodiment, a plurality of recesses are formed around the bonding area on the bonding surface where the opposing mirror is bonded. This is because in the case of bonding using an adhesive, the adhesive does not spread over the bonding area or rather spreads too much depending on the material and state of the bonding surface, but it is necessary to form a plurality of recesses around the bonding area Therefore, when it is difficult to spread, it spreads by sequentially transmitting through the concave portion, and when it is easy to spread, extra adhesive is absorbed in the concave portion, and a good adhesive distribution can be formed around the joining area, and good adhesive bonding can be obtained. Because.
[0043]
In the present embodiment, since the opposed mirror member itself is mounted obliquely, a vertical overlapping portion occurs. However, in the case of a member that is joined horizontally, irregularities may be specially formed. In addition, since the present device is not a micro device but suitable for use as an optical scanner, its size is relatively large, and this mounting method (mechanical alignment) is more effective. The device size is designed here assuming that the movable mirror portion of the micromirror is 4 × 1 mm, the outer shape is 10 × 10 mm, and the long side length of the opposing mirror is 7.6 mm. For example, the specification of the parallelism in the long side direction of the facing mirror is 10 μm or less (span: 7.6 mm), and can be achieved by mechanical alignment.
[0044]
Next, as another embodiment of the present invention, a mounting method when another counter mirror substrate is used will be described. First, a method of manufacturing the opposing mirror will be described. FIG. 14 shows a process flow of the opposing mirror 2 and a cross-sectional view thereof, and FIG. 15 shows a process flow of the opposing mirror 1 and a cross-sectional view thereof. The basic manufacturing method is the same as the manufacturing method of the opposing mirror substrate shown in FIGS. 7 and 8, but a major difference is that the concave portion for defining the inclination angle is formed on the opposing mirror substrate. There is no. Instead, a concave portion is formed on the frame substrate side as described later with reference to FIG. For this reason, the dicing positions of the opposing mirrors 2 and 1 are set by the depth of the concave portion formed in the frame substrate.
[0045]
The counter mirrors 2 and 1 manufactured according to the process flows shown in FIGS. 14 and 15 are mounted on a micro mirror in which a concave portion defining the inclination angle of the counter mirror is formed on the frame substrate and mounted. Shown in The positioning means to be formed is assumed to be the same as that shown in FIG. 11, and the difference is that a recess is formed in the frame substrate.
[0046]
FIG. 16 shows a perspective view from the top surface after mounting, and a cross-sectional shape at a position indicated by line A. The basic design concept other than the method of defining the inclination angle is the same as that of FIG. The merit generated by forming the concave portion on the frame substrate 005 side is that, by using a Si substrate having a plane orientation (100) as the frame substrate 005, the tilt angle can be finely adjusted in a similar manner to the above-described embodiment. In addition, since the mirrors 2 and 1 are buried in the recesses of the frame substrate 005, alignment errors due to fine movement of components during mounting due to the abutting effect are small (mechanical alignment effect).
In addition, the same mirror-shaped tapered surface can be formed by processing both the opposing mirror member and the frame member by crystal anisotropic etching. The accuracy is improved (mechanical alignment effect).
[0047]
Further, the thickness of the frame substrate 005 is an important parameter related to the optical path length of the light beam, and since it is processed with little variation and high precision, the recess formed in the frame substrate 005 penetrates the frame substrate 005. By setting the shape, the depth of the concave portion becomes constant with high accuracy. Therefore, when burying a part of the opposed mirrors 2 and 1 and defining the inclination angle, the accuracy is good and the frequency of fine adjustment is low. It is not necessary depending on the specifications. When implementing this configuration, an SOI substrate is preferable. The SOI substrate is composed of a Si substrate serving as a frame substrate and a Si substrate 004 on which a movable mirror 006 is formed and supported by a shaft. ₂ A substrate bonded via a film, ₂ Since the film has a certain degree of etching resistance to the crystal anisotropic etching of Si, management when penetrating the frame substrate can be performed easily and accurately.
[0048]
Next, an embodiment of another mounting method using a similar counter mirror substrate is shown in FIG. The basic design concept other than the method of defining the tilt angle is the same as that of FIG.
FIG. 18 shows still another embodiment of the mounting method. This is similar to FIG. 13 in the basic design concept except for the method of defining the tilt angle. However, both the mechanical alignment positioning means 015 and the optical alignment positioning means 013 are on the same plane as the movable mirror 006. Since they are formed at the same time, the highest mounting accuracy can be expected as can be understood from the above description.
[0049]
Next, the configuration and operation of an optical scanning device using a micromirror incorporating a counter mirror substrate formed by the above method and an image forming apparatus (for example, a color laser printer) equipped with the optical scanning device are shown in FIG. This will be described with reference to FIGS.
[0050]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical scanning module provided in the optical scanning device. The movable mirror substrate that constitutes the micro mirror includes a Si substrate 102 that is a first substrate that forms the movable mirror 100 and a frame substrate (Si substrate) 120 that is a second substrate that secures a swing space for the movable mirror 100. The SOI substrate in which two Si substrates are bonded to each other is used. After the movable mirror 100 and the torsion bar 101 supporting the movable mirror 100 were formed by penetrating the periphery thereof by etching the Si substrate 102, the Si substrate 120 was etched through the square from the opposite side to form a swing space. Thereafter, a mirror surface is formed in the center of the movable mirror 100 by depositing a metal film or the like, and both ends of the movable mirror 100 are formed into a comb-shaped uneven surface with the torsion bar 101 interposed therebetween. The movable electrode 104 is formed. Note that the area of the opposing electrodes can be increased and the driving voltage can be reduced by using the comb shape.
[0051]
On the upper surface of the Si substrate 120 where the swinging space of the movable mirror 100 is formed, a metal film is formed and the opposite mirror 1 substrate 103 having the reflection surface 106 having an inclination angle of 26.3 °, and a metal film is formed and inclined The opposing mirror 2 substrate 105 having the reflection surface 122 having an angle of 9.5 ° is joined. The light beam passage portion (opening) 103-1 is defined by the interval between the reflection surface ends of the two opposing mirror substrates.
The prism 116 is formed with a light beam incident surface 116-2, a light emitting surface 116-4, and a reflecting surface 116-1 for reflecting the light beam to the movable mirror 100, and is disposed above the opposed mirror substrates 103 and 105. You.
[0052]
As shown in FIG. 5, a light beam that enters from the entrance surface 116-2 of the prism 116, is reflected by the reflection surface 116-1, and enters the movable mirror 100 from the opening 103-1 at a predetermined angle is a counter mirror. The light is reflected by the reflection surface 106 of the one substrate 103, is reflected by the movable mirror 100 again, and is reflected a plurality of times between the reflection surface 122 of the counter mirror 2 substrate 105 and reciprocates at the reflection point in the sub-scanning direction. Then, the light again enters the prism 116 through the opening 103-1 and exits from the exit surface 116-4.
In the present embodiment, the reflection is repeated a plurality of times in this manner so that a large scanning angle can be obtained with a small deflection angle of the movable mirror 100. For example, if the total number of reflections N on the movable mirror 100 and the deflection angle α are, the scanning angle θ is 2Nα, and N = 5 in this embodiment.
[0053]
When a voltage is applied to one of the fixed electrodes 121, an electrostatic attraction is generated between the movable mirror and the opposing movable electrode 104, and the torsion bar 101 is twisted to tilt from a horizontal state to a state where the electrostatic attraction and the torsional force are balanced. When the voltage is released, the torsion bar 101 is restored to a horizontal state by restoration, and when a voltage is applied to the other fixed electrode 121, the voltage application to the fixed electrode 121 is periodically performed such that the movable mirror 100 is inclined in the reverse direction. , The movable mirror 100 can be reciprocated.
[0054]
When the frequency at which this voltage is applied approaches the natural frequency of the movable mirror 100, a resonance state occurs, and the deflection angle is greatly increased beyond the displacement due to the electrostatic attraction, and the deflection angle is significantly increased. In this embodiment, the natural frequency of the movable mirror 100 is set to match the recording speed. That is, the thickness of the movable mirror 100 and the thickness and length of the torsion bar 101 are determined.
[0055]
Generally, the maximum deflection angle θ ₀ Is determined by the elastic constant G of the torsion bar 101 supporting the movable mirror 100, the second moment of area I, the spring constant K determined by the length L, and the torque T given by electrostatic attraction.
θ ₀ = T / K, where K = GI / L
Further, if the resonance frequency fd of the movable mirror 100 is a moment of inertia J,
fd = √ (K / J)
Is represented by
[0056]
By using resonance in this way, the applied voltage is small and heat generation is small, but as the recording speed increases, the rigidity of the torsion bar 101 increases and the deflection angle cannot be obtained. Therefore, in this embodiment, by providing the opposing mirror substrates 103 and 105 as described above, the scanning angle is enlarged so that a necessary and sufficient scanning angle can be obtained regardless of the recording speed.
[0057]
The support frame 107 is formed of a sintered metal or the like, and has lead terminals 115 inserted through an insulating material. The supporting frame 107 has a bonding surface 107-1 for mounting the above-mentioned mirror substrate, a V-shaped groove 107-2 for positioning and bonding the coupling lens 110, and a laser diode (LD) chip 108 formed perpendicular to the bonding surface 107-1. A mounting surface 107-3 and a mounting surface 107-4 of a monitoring photodiode (PD) chip 109 for receiving the back light of the LD are formed.
The coupling lens 110 having a shape obtained by cutting the top and bottom of the cylinder has a first surface formed as an axisymmetric aspheric surface and a second surface formed as a cylinder surface having a curvature in the sub-scanning direction. The width and angle of the V-groove 107-2 are set so that the optical axis matches the light emitting point of the LD chip 108 when the cylindrical outer peripheral surface of the coupling lens 110 abuts, and the divergent light flux is adjusted by adjusting the optical axis direction. The coupling lens 110 is bonded and fixed to the V-groove 107-2 so that the light is turned into a substantially parallel light beam in the main scanning direction and a converged light beam converged on the movable mirror surface in the sub-scanning direction. The cut surface is formed parallel to the generatrix of the cylinder surface, and is positioned around the optical axis so that the generatrix is horizontal.
[0058]
An aperture mask for shaping the light beam from the coupling lens into a predetermined diameter is formed on the entrance surface 116-2 of the prism 116, and the light beam that passes through the prism and is scanned by the movable mirror 100 is emitted from the exit surface 116-2. -4. The cover 111 is formed into a cap shape by sheet metal, and a glass plate 112 is joined to the light beam emission opening from the inside, and is fitted into a step 107-6 provided on the outer periphery 107-5 of the support frame 107. To protect the LD chip, the mirror substrate and the like in an airtight state.
The LD chip 108, the monitoring PD chip 109, and the above-mentioned fixed electrode are respectively connected by wire bonding to the tips protruding above the lead terminals 115.
[0059]
FIG. 2 is a sectional view of the optical scanning device according to the present embodiment, and FIGS. 3A and 3B are an external view and a perspective view thereof. The optical scanning module 200 having the above configuration is arranged in a main scanning direction on a printed circuit board 201 on which electronic components constituting a driving circuit of an LD and a driving circuit of a movable mirror are mounted. Implemented. At the time of mounting, the bottom surface of the support frame 107 is brought into contact with the printed circuit board through the lead terminal 115 protruding downward through the through hole, and the alignment between the optical scanning modules on the substrate is set within the clearance of the through hole. Then, they are temporarily fixed, soldered and fixed collectively like other electronic components.
[0060]
The printed circuit board 201 supporting the plurality of optical scanning modules 200 is abutted so as to close a lower opening of the housing 202, and is held and held between a pair of snap claws 202-1 provided integrally with the housing 202. The printed circuit board 201 is provided with a notch that engages with the width 207 of the snap claw, and is positioned in the main scanning direction. At the same time, the locking portion 206 is engaged with the board edge to fix the sub scanning direction. .
Further, by bending the locking portion 206 in the direction of the arrow, the protrusion 205 pushes down the upper end of the substrate, and the locking portion 206 can be easily removed.
[0061]
Inside the housing 202, a positioning surface for arranging and joining the first scanning lenses 203 constituting the image forming means in the main scanning direction, a positioning portion for holding the second scanning lens 204, and a holding portion for the synchronous mirror 208 are provided. It is formed.
In the present embodiment, the second scanning lens 204 of each optical scanning module 200 is integrally formed of resin, and the synchronous mirror 208 is also formed by connecting a high-luminance aluminum plate. It is fitted from the outside and attached to the back side. A projection 202-3 is formed at the center of the opening, and engages with a recess 204-1 provided at the center of the second scanning lens 204 and a recess 208-1 provided at the center of the synchronous mirror. The scanning direction is determined, and in the sub-scanning direction, it is positioned by being pressed against one end of the opening. Further, the first scanning lens 203 has a positioning projection 203-1 formed on the bottom surface of the central portion of the main scanning, and is mounted on the engaging holes 202-2 provided at equal intervals in the housing 202. At the same time that the relative position in the main scanning direction is maintained, the bottom surface in the sub-scanning direction is abutted against one end in the optical axis direction, and the adhesive surface provided at the same central portion so that the respective heights are flush with each other. It is positioned in contact.
[0062]
Synchronous detection sensors 209 (for example, PIN photodiodes) are arranged at intermediate positions and both end positions shared by adjacent optical scanning modules 200 so that beams can be detected at the scanning start side and scanning end side of each optical scanning module 200. It is mounted on a printed circuit board 201.
The synchronization mirror 208 is formed in a V-shape so that the reflection surfaces of the scanning start side and the scanning end side of the adjacent optical scanning module face each other, and reflects the respective light beams and guides them to the common synchronization detection sensor 209. I can do it.
Reference numeral 210 in the figure denotes a connector which collectively supplies power to all the optical scanning modules 200 and exchanges data signals and the like.
[0063]
On both side surfaces of the housing 202, a positioning member 211 having an abutting surface 211-1 is attached to a cartridge holding the photosensitive drum 220, which will be described later, in conformity with a cylindrical surface 215 provided concentrically with the photosensitive drum. After the positioning member 211 is fixed to the protrusion 212 of the housing 202 with a screw, the L-shaped seating surface is provided on a pin 213 provided on a frame (not shown) of the apparatus main body via a spring 214. Therefore, the plurality of optical scanning modules 200 are held in a state of being constantly pressed against the cartridge, and the positioning of the plurality of optical scanning modules 200 with respect to the photosensitive drum 220 can be reliably performed collectively.
[0064]
FIG. 4 shows an embodiment in which the optical scanning device having the above configuration is applied to a color laser printer as an example of an image forming apparatus.
In this color laser printer, the optical scanning device 520 and the process cartridge 500 are individually positioned for each of the four color (for example, yellow, magenta, cyan, and black) image forming units, and are positioned along the transport direction of the recording material (for example, paper). Deployed in series. The paper is supplied from a paper feed tray 506 by a paper feed roller 507, sent out at a timing of printing by a pair of registration rollers 508, and transported on a transport belt 511. The image formed on the photosensitive drum 501 of the image forming unit of each color is transferred by toner by electrostatic attraction when a sheet passes through each photosensitive drum 501, and is sequentially superimposed in color, and is fixed by the fixing roller 509. Then, the paper is discharged onto the paper discharge tray 510 by the paper discharge rollers 512.
[0065]
The configuration of the process cartridges 500 of the respective colors is the same except for the toner color. As an example, a charging roller 502 for charging the photosensitive drum 501 to a high voltage and a toner of each color charged on an electrostatic latent image recorded by a light beam from the optical scanning device 520 are attached around the photosensitive drum 501. Developing roller 503, toner hopper 504 for storing toner of each color, transfer means (not shown) for transferring the toner image formed on the photosensitive drum to a sheet on conveyance belt 511, and transferred to the sheet. A cleaning case 505 for scraping and storing the remaining toner after the cleaning is provided.
[0066]
The optical scanning device 520 forms a single line by connecting the scanning lines of the plurality of optical scanning modules as described above, divides the total number of dots L, and respectively divides the total number of dots from 1 to L1, L1 + 1 to L2, and L2 + 1 to L from the image start end. In this embodiment, dots are allocated and printed. In this embodiment, the number of dots to be allocated is different for each color so that the seams of the scanning lines of each color that scan the same line do not overlap.
[0067]
In the present embodiment, a method for driving the movable mirror 100 by generating electrostatic attraction is shown as a method for driving the movable mirror 100 of the optical scanning module 200. However, a coil is formed on the movable mirror to intersect the torsion bar. The system is arranged so that lines of magnetic force pass in the direction, and a method is applied in which a voltage is applied to the coil to generate electromagnetic force to drive the coil. The same configuration can be implemented even in a method of generating and driving.
Further, the optical scanning device is composed of three optical scanning modules 200, but the number may be any number, and the number may be increased or decreased according to the recording width of the image forming apparatus.
[0068]
In the above embodiment, an example of a tandem type color laser printer including four optical scanning devices 520 and a process cartridge 500 as an image forming apparatus has been described. In this case, a four-color superimposed toner image is formed on the intermediate transfer belt, and then the toner image is collectively transferred from the intermediate transfer belt to a sheet and fixed to form a color image. Configuration.
In addition to the tandem type, various forms such as a single-color image forming apparatus having one optical scanning device and a process cartridge, and a color image forming device using one optical scanning device, a process cartridge, and an intermediate transfer member. The present invention can be applied to the image forming apparatus described above.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the first configuration of the present invention, the movable mirror includes a movable mirror that deflects a light beam from a light emitting source, a substrate that supports the movable mirror, and a movable space for the movable mirror. In an optical scanning device having an opposing mirror that opposes via a movable space and reciprocally reflects a light beam with the movable mirror, an opposing mirror formed to be inclined from the substrate surface in the sub-scanning direction, When the scanning angle in the main scanning direction is enlarged by multiple reflection between the movable mirror and the opposing mirror, the opposing mirror faces in the sub-scanning direction. Since it is formed inclined, the bending in the sub-scanning direction can be suppressed, and the image quality can be improved.
[0070]
In a second configuration, in the optical scanning device according to the first configuration, a first substrate that supports the movable mirror and a second substrate that is joined to the first substrate and that forms a movable space for the movable mirror. An opposing mirror that includes a substrate, opposes the movable mirror, and that reciprocally reflects a light beam between the movable mirror and the movable mirror, and is formed to be inclined in the sub-scanning direction from the first substrate surface. Are provided in the direction facing each other across the light beam passage portion, and are arranged on the second substrate. When the scanning angle in the main scanning direction is enlarged by multiple reflection between the movable mirror and the opposing mirror, Since the opposed mirror is formed so as to face and tilt in the sub-scanning direction, it is possible to suppress bending in the sub-scanning direction and improve image quality.
[0071]
In a third configuration, in the optical scanning device according to the first or second configuration, a positioning unit that aligns the opposing mirror and the movable mirror is provided at a position parallel to a vertical direction of the movable mirror surface. Yes, by providing positioning means at a position parallel to the vertical direction of the movable mirror surface, after aligning the opposing mirror and the positioning means with a chip bonder or the like, addressing and joining, alignment of the mounting position with the movable mirror is possible. It can be performed with high accuracy, and optical characteristics are improved.
[0072]
In a fourth configuration, in the optical scanning device according to the first or second configuration, a positioning unit that aligns the opposing mirror and the movable mirror in the same plane as the movable mirror surface is provided. Since the positioning means can be formed at the same time as the formation, it can be formed without increasing the number of steps, and the positional relationship between the movable mirror and the positioning means can be defined with high precision. The mounting accuracy with the mirror can be further improved.
[0073]
In a fifth configuration, in the optical scanning device according to the third or fourth configuration, the positioning unit is provided on a bonding surface that bonds the opposing mirror, and is disposed so as to overlap the opposing mirror in a direction perpendicular to the substrate surface. Since the opposing mirror and the positioning means overlap in the depth direction on the joint surface, mechanical alignment can be achieved by contact between the mirror and the positioning means. In the case of optical alignment, when addressing the joint surface after aligning the opposing mirror and the positioning means, if the pressure is not uniform or the opposing mirror will shift, the use of mechanical alignment , Can be easily corrected. In addition, effects such as an increase in the adhesive force due to an increase in the bonding area can be expected.
[0074]
In a sixth configuration, in the optical scanning device according to the fourth configuration, the positioning unit is configured to be exposed by an opening having a larger opening diameter on the facing mirror side than on the movable mirror side. When optically aligning the mirror and the positioning unit, the pattern recognizability of the positioning unit is improved by the light condensing effect, so that alignment is easy and accuracy is improved.
[0075]
In a seventh configuration, in the optical scanning device according to any one of the third to sixth configurations, a plurality of recesses are formed around a bonding area on a bonding surface to which the opposed mirror is bonded. In the case of bonding using an adhesive, the adhesive does not spread to the bonding area or spreads too much depending on the material and state of the bonding surface, but it is necessary to form a plurality of recesses around the bonding area. When it is difficult to spread, it spreads along the concave part sequentially, and when it is easy to spread, the extra adhesive is absorbed in the concave part, and a good adhesive distribution can be formed around the joining area, and good adhesive bonding can be obtained Can be
[0076]
In an eighth configuration, in the optical scanning device according to the second configuration, a frame substrate is provided as a second substrate that forms a movable space of the movable mirror, and a counter mirror is provided on the frame substrate with the first substrate. And the positioning mirror and the movable mirror are positioned on the first substrate surface, and the movable mirror is bonded to the first substrate surface. Integral components can be selected for non-defective products, the unit price is high, and the components can be positioned and mounted on the first substrate after the movable evaluation, and the yield of the multi-reflection micromirror mounting both components is improved.
[0077]
In a ninth configuration, in the optical scanning device according to the eighth configuration, the inclination angle of the counter mirror in the sub-scanning direction is formed adjacent to the reflection surface end of the counter mirror and the reflection surface end, which are joined to the frame substrate. It is a configuration defined by the outer end of the concave portion, and can be formed by a simple manufacturing method of forming a concave portion on the facing mirror member by etching or machining, and then cutting out at a position to obtain a desired inclination angle, Parts materials and processing costs can be reduced. Further, since the member before processing may be a plate-shaped member, a portion to be a mirror surface can be smoothly processed by polishing or the like at an initial stage, so that a smooth surface suitable as a mirror surface can be obtained. Furthermore, when defining the inclination angle of the opposing mirror, a high-precision inclination angle can be obtained by adjusting the cutout position of the concave portion due to the variation in the depth of the concave portion, thereby improving the optical characteristics and the characteristic variation. Can be reduced.
[0078]
According to a tenth configuration, in the optical scanning device having the eighth configuration, in the configuration in which the concave portion is formed in the frame substrate and a part of the opposing mirror is embedded in the concave portion, the inclination angle of the opposing mirror in the sub-scanning direction is This is a configuration defined by an opposing mirror and a contact point of the concave portion. After the concave portion is formed on the frame substrate by etching, machining, or the like, the opposing mirror obtains a desired inclination angle according to the depth of the concave portion. The length can be formed by a simple manufacturing method of cutting out, and the component material and processing cost can be reduced. Further, since the member before processing may be a plate-shaped member, a portion to be a mirror surface can be smoothly processed by polishing or the like at an initial stage, so that a smooth surface suitable as a mirror surface can be obtained. Furthermore, when defining the inclination angle of the opposing mirror, a high-precision inclination angle can be obtained by adjusting the cutout position of the concave portion due to the variation in the depth of the concave portion, thereby improving the optical characteristics and the characteristic variation. Can be reduced. In addition, since the opposing mirror is embedded in the concave portion of the frame substrate, an alignment error due to slight movement of the component during mounting is small due to the abutting effect.
[0079]
According to an eleventh configuration, in the optical scanning device according to the ninth or tenth configuration, positioning means for aligning the opposing mirror is provided on an upper surface of the frame substrate parallel to the movable mirror. By providing the positioning means, the positioning between the opposing mirror and the first substrate can be performed with high accuracy. In addition, when a swing space for the movable mirror is formed on the frame substrate, grooves and the like that can be used for alignment are simultaneously formed, whereby the alignment with the counter mirror can be performed with high accuracy without increasing the number of steps. .
[0080]
According to a twelfth configuration, in the optical scanning device according to the eleventh configuration, the positioning unit is provided so as to be aligned with an opening end side of the reflection surface of the opposing mirror, which is a light beam input / output side. The length of the joining surface side of the opposing mirror member fluctuates to adjust the tilt angle, but the length of the reflecting surface side is always constant. By providing the positioning means so as to perform the alignment, it is possible to always perform the alignment with high accuracy by a fixed method.
[0081]
In a thirteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth or tenth configuration, the length of the opposing mirror joined to the frame substrate is longer than the length of the reflection surface of the opposing mirror, and When the counter mirror having the inclined shape or the counter mirror is inclined and mounted on the frame, by making the length of the joint area of the counter mirror longer than the length of the reflection surface, the stability of the counter mirror at the time of mounting is improved.
[0082]
According to a fourteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth or tenth configuration, a portion parallel to the reflection surface is provided on a side opposite to the joining surface of the opposite mirror member. Are mounted in a face-to-face configuration, so it is difficult to know if the tilt angle of the opposing mirror is the desired tilt angle after mounting, but it is parallel to the reflection surface on the opposite joining surface side of the opposing mirror member. By measuring a portion parallel to the reflection surface that can be observed from the outside with a configuration having a portion, the actual inclination angle of the reflection surface of the opposed mirror can be estimated. In addition, mounting while adjusting the inclination angle by active alignment while applying a light beam to a portion parallel to the reflection surface is also possible.
[0083]
In a fifteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth configuration, the cutout position for adjusting the inclination angle of the concave portion of the opposite mirror is a part of a plane parallel to the reflection surface of the opposite mirror. Since the inclination angle adjustment start position of the mirror concave portion is a part of a plane parallel to the facing mirror reflection surface, the start position can be easily determined and the inclination angle can be accurately determined.
In a sixteenth configuration, in the optical scanning device according to the ninth configuration, the opposing mirror member is formed by a Si substrate having a plane orientation of (100). When the opposing mirror is formed using a substrate, crystal anisotropic etching can be used, and the fifteenth configuration can be easily obtained at low cost. Further, by using the crystal anisotropic etching of the Si substrate, high-precision processing and mass production are possible. Also, by using crystal anisotropic etching for the processing on the opening end side of the reflection surface, a shape without shading when the light beam enters and exits can be obtained, and the mirror end can be sharply formed.
[0084]
According to a seventeenth configuration, in the optical scanning device according to the tenth configuration, the bottom surface of the concave portion formed in the frame substrate is configured to be parallel to the movable mirror, and defines the inclination angle of the opposing mirror. By arranging one end of the opposing mirror member on the bottom surface of the concave portion of the frame substrate which is parallel to the movable mirror, the arrangement position can be easily determined and the accuracy of the tilt angle can be improved.
According to an eighteenth configuration, in the optical scanning device according to the seventeenth configuration, the concave portion formed in the frame substrate has a shape penetrating the frame substrate, and the bottom surface of the first portion supports the movable mirror. Since the frame substrate is a member that defines the distance between the movable mirror and the opposing mirror, the thickness of the frame substrate is formed with high precision. By making the shape penetrate the frame substrate, the depth of the concave portion becomes highly accurate and constant, so that the accuracy can be improved when a part of the opposing mirror is embedded and the inclination angle is defined.
[0085]
In a nineteenth configuration, in the optical scanning device according to the tenth configuration, the opposing mirror member is formed of a Si substrate having a plane orientation of (100). In the case of forming the opposing mirror, it is possible to perform processing on the opening end side of the reflection surface by using crystal anisotropic etching, to obtain a shape without shading when the light beam enters and exits, and to reduce the mirror end. It can be formed sharply. Further, by using the crystal anisotropic etching of the Si substrate, high-precision processing and mass production can be easily performed at low cost.
According to a twentieth configuration, in the optical scanning device according to the nineteenth configuration, the frame substrate is also formed of a Si substrate having a plane orientation of (100). Since processing can be performed by anisotropic etching and a tapered surface having the same shape can be formed, the accuracy at the time of mounting can be improved by abutting each tapered surface on the alignment at the time of joining the two.
[0086]
In a twenty-first configuration, an image carrier, an optical scanning device that irradiates the image carrier with a light beam to form an electrostatic image, and a developing device that visualizes the electrostatic image on the image carrier with toner Means, and a transfer means for transferring the toner image visualized on the image carrier to a recording material directly or via an intermediate transfer member, wherein the optical scanning device includes first to 20 is provided with the optical scanning device having any one of the configurations, and since the optical scanning device including the movable mirror and the opposed mirror is used, compared with the case of using the conventional polygon mirror, An image forming apparatus with low power consumption and low noise can be obtained. In addition, an optical mirror having a configuration in which a facing mirror having a predetermined tilt angle facing the movable mirror surface can be positioned and deployed at a high precision tilt angle with high precision, and can correct the bending of a scanning line due to multiple reflection. Equipped with a device, enabling high-quality image recording
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an optical scanning module showing one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical scanning device showing one embodiment of the present invention.
3A is an external view of the optical scanning device shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a perspective view of the optical scanning device.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus showing one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of a main part of the optical scanning module shown in FIG. 1;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a curved track of a scanning line in an optical scanning device using a conventional movable mirror.
FIG. 7 is a view illustrating an example of the present invention, and is a view illustrating an example of a manufacturing process of a counter mirror.
FIG. 8 is a view illustrating an example of the present invention, and is a view illustrating another example of a manufacturing process of the opposing mirror.
FIG. 9 is a view showing an embodiment of the present invention, in which two types of opposed mirror substrates are mounted on a micromirror so as to be superimposed, and a perspective view from the upper surface after mounting and an example of a cross-sectional shape; .
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the present invention, and is a diagram illustrating an example of a manufacturing process of a micromirror using an SOI substrate.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the present invention, and is a diagram illustrating an example of a process of mounting two types of opposed mirror substrates so as to be superimposed on a micro mirror.
FIG. 12 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a view showing another example of a step of mounting two types of opposed mirror substrates so as to be superimposed on a micro mirror.
FIG. 13 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a view showing still another example of a step of mounting two types of opposed mirror substrates on a micromirror in a superposed manner.
FIG. 14 is a view showing another embodiment of the present invention, and is a view showing one example of a manufacturing process of a counter mirror.
FIG. 15 is a view showing another embodiment of the present invention, and is a view showing another example of a process for manufacturing a facing mirror.
FIG. 16 is a view showing another embodiment of the present invention, in which two types of opposed mirror substrates are mounted on a micromirror in a superimposed manner, and a perspective view from the top surface after mounting and a cross-sectional shape of the A-line portion; It is a figure showing an example.
FIG. 17 is a view showing still another embodiment of the present invention, in which two types of opposing mirror substrates are mounted on a micromirror in a superimposed manner, and a perspective view from the top surface after mounting and a cross-sectional shape of the A-line portion; It is a figure showing an example of.
FIG. 18 is a view showing still another embodiment of the present invention, in which two types of opposed mirror substrates are mounted on a micromirror in a superimposed manner, and a perspective view from the top surface after mounting and a cross-sectional shape of the A-line portion; It is a figure showing an example of.
[Explanation of symbols]
100: movable mirror
101: Torsion bar
102: Si substrate
103: Counter mirror substrate
104: movable electrode
105: Counter mirror substrate
106: reflective surface
107: support frame
108: LD chip
109: PD chip for monitor
110: Coupling lens
111: Cover
112: glass plate
115: Lead terminal
116: Prism
120: Frame substrate (Si substrate)
121: fixed electrode
122: reflective surface
200: Optical scanning module
201: Printed circuit board
202: Housing
203: First scanning lens
204: second scanning lens
205: protrusion
206: Locking part
208: Synchronous mirror
209: Synchronous detection sensor
210: Connector
211: Positioning member
212: protrusion
213: Pin
214: Spring
215: cylindrical surface
500: Process cartridge
501: Photoreceptor sorum (image carrier)
502: Charging roller
503: developing roller
504: toner hopper
505: Cleaning case
506: Paper tray
507: Paper feed roller
508: Registration roller pair
509: fixing roller
510: Output tray
511: conveyor belt
512: paper ejection roller
520: Optical scanning device

Claims

A movable mirror that deflects a light beam from a light emitting source, a substrate that supports the movable mirror, and a movable space for the movable mirror; and the movable mirror faces the movable mirror via the movable space. In an optical scanning device having an opposing mirror that reciprocally reflects a light beam between,
An optical scanning device, comprising: a facing mirror formed to be inclined from a substrate surface in a sub-scanning direction in a direction facing each other with a light beam passing portion interposed therebetween.

The optical scanning device according to claim 1,
A first substrate that supports the movable mirror; and a second substrate that is joined to the first substrate and forms a movable space for the movable mirror. A counter mirror that reciprocally reflects the light beam in the opposite direction, provided with a counter mirror formed to be inclined from the first substrate surface in the sub-scanning direction in a direction facing the light beam passing portion, An optical scanning device provided on a second substrate.

The optical scanning device according to claim 1 or 2,
An optical scanning device comprising a positioning means for aligning a counter mirror and a movable mirror at a position parallel to a vertical direction of the movable mirror surface.

The optical scanning device according to claim 1 or 2,
An optical scanning device comprising a positioning unit for aligning a counter mirror and a movable mirror in the same plane as the movable mirror surface.

The optical scanning device according to claim 3, wherein
The optical scanning device according to claim 1, wherein the positioning means is provided on a bonding surface for bonding the opposing mirror, and is arranged so as to overlap the opposing mirror in a direction perpendicular to the substrate surface.

The optical scanning device according to claim 4,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the positioning means is exposed by an opening having a larger opening diameter on the opposing mirror side than on the movable mirror side.

The optical scanning device according to any one of claims 3 to 6,
An optical scanning device, wherein a plurality of concave portions are formed around a joining region on a joining surface to which the opposed mirror is joined.

The optical scanning device according to claim 2,
A frame substrate is provided as a second substrate that forms a movable space for the movable mirror, and the frame substrate positions and supports a counter mirror with respect to a bonding surface with the first substrate, and the first substrate An optical scanning device wherein positioning is performed with a movable mirror on a surface and bonding is performed.

The optical scanning device according to claim 8,
An optical scanning device, wherein the tilt angle of the counter mirror in the sub-scanning direction is defined by a reflection surface end of the counter mirror and an outer end of a concave portion formed adjacent to the reflection surface end, which is joined to a frame substrate. .

The optical scanning device according to claim 8,
In a configuration in which a concave portion is formed in the frame substrate and a part of the opposing mirror is embedded in the concave portion, the inclination angle of the opposing mirror in the sub-scanning direction is defined by the opposing mirror and the contact point of the concave portion. Optical scanning device.

The optical scanning device according to claim 9 or 10,
An optical scanning device, comprising: positioning means for aligning an opposing mirror on an upper surface of a frame substrate parallel to the movable mirror.

The optical scanning device according to claim 11,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the positioning means is provided so as to be capable of performing positioning on an opening end side of the reflection surface of the opposing mirror, which is a light beam input / output side.

The optical scanning device according to claim 9 or 10,
The optical scanning device according to claim 1, wherein a length of the opposing mirror joined to the frame substrate is longer than a length of a reflection surface of the opposing mirror.

The optical scanning device according to claim 9 or 10,
An optical scanning device having a portion parallel to a reflection surface on a side opposite to the joining surface of the opposing mirror member.

The optical scanning device according to claim 9,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the tilt angle adjustment start position of the opposite mirror concave portion is a part of a plane parallel to the opposite mirror reflection surface.

The optical scanning device according to claim 9,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the opposing mirror member is formed of a Si substrate having a plane orientation of (100).

The optical scanning device according to claim 10,
The optical scanning device according to claim 1, wherein a bottom surface of the concave portion formed on the frame substrate is parallel to the movable mirror.

The optical scanning device according to claim 17,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the concave portion formed in the frame substrate has a shape penetrating the frame substrate, and a bottom surface thereof is a first substrate surface that supports the movable mirror.

The optical scanning device according to claim 10,
The optical scanning device according to claim 1, wherein the opposing mirror member is formed of a Si substrate having a plane orientation of (100).

The optical scanning device according to claim 19,
An optical scanning device, wherein the frame substrate is also formed of a Si substrate having a plane orientation of (100).

An image carrier, an optical scanning device that irradiates the image carrier with a light beam to form an electrostatic image, a developing unit that visualizes the electrostatic image on the image carrier with toner, and an image carrier. Transfer means for transferring the toner image visualized on the body to the recording material directly or via an intermediate transfer body, the image forming apparatus,
An image forming apparatus comprising the optical scanning device according to claim 1 as the optical scanning device.