JP2668725B2 - 微小光スキャナ - Google Patents
微小光スキャナInfo
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- JP2668725B2 JP2668725B2 JP2782589A JP2782589A JP2668725B2 JP 2668725 B2 JP2668725 B2 JP 2668725B2 JP 2782589 A JP2782589 A JP 2782589A JP 2782589 A JP2782589 A JP 2782589A JP 2668725 B2 JP2668725 B2 JP 2668725B2
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- mirror
- polygon mirror
- micro
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多面鏡の回転、振動等により光の方向を変
化させる光スキャナの低価格化、縮小化に関するもので
ある。
化させる光スキャナの低価格化、縮小化に関するもので
ある。
多面鏡の回転、振動等により光の方向を変化させる光
スキャナの具体的応用例を第６図に示す。
スキャナの具体的応用例を第６図に示す。
これはレーザによる光プリンタ（通常レーザプリンタ
と呼ばれる）の原理図を示したものである。
と呼ばれる）の原理図を示したものである。
スキャナコントローラ111により駆動される半導体レ
ーザ101（これは他のレーザであってもよい）から出た
光はコリメータレンズ102により集光され、スキャナモ
ータ103により駆動される回転多面鏡104に入射する。
ーザ101（これは他のレーザであってもよい）から出た
光はコリメータレンズ102により集光され、スキャナモ
ータ103により駆動される回転多面鏡104に入射する。
この回転多面鏡104で反射された光は、回転多面鏡104
の回転につれて向きを変えて出ていく。
の回転につれて向きを変えて出ていく。
この反射光は集光レンズ109によって感光体ドラム107
上に集光される。
上に集光される。
この感光体ドラム107は、チャージャ106により予め帯
電されている。この帯電がレーザ光により放電され、レ
ーザ光の有無により電荷の濃淡が形成される。
電されている。この帯電がレーザ光により放電され、レ
ーザ光の有無により電荷の濃淡が形成される。
図示は省略しているが、電荷の濃淡が形成された後
に、トナーが感光体ドラム上に付けられる。
に、トナーが感光体ドラム上に付けられる。
但し静電力により付着するため、電荷の有無にしたが
ってトナーの有無ができる。このトナーが印字紙108に
写され、文字、画像等が形成される。
ってトナーの有無ができる。このトナーが印字紙108に
写され、文字、画像等が形成される。
センサ110は、光ビームの走査開始タイミングを正確
に検知するために設けられている。
に検知するために設けられている。
以上説明した従来例において、回転多面鏡104及びス
キャナモータ103が大きくかつ高価であり、コンパクト
化、低価格化が要求されていた。
キャナモータ103が大きくかつ高価であり、コンパクト
化、低価格化が要求されていた。
本発明はこの問題を解決するため、回転多面鏡及びス
キャナモータを半導体集積回路の製造技術を応用して作
成することにより、微小な回転多面鏡を形成し、かつこ
の微小な回転多面鏡を駆動する手段として静電力を用い
る。
キャナモータを半導体集積回路の製造技術を応用して作
成することにより、微小な回転多面鏡を形成し、かつこ
の微小な回転多面鏡を駆動する手段として静電力を用い
る。
本発明に使用する回転多面鏡としては、多結晶または
非晶質シリコン上に金属膜等の反射膜をコートしたもの
が挙げられる。また反射面の加工としては現在RIE（Rea
ctive Ion Etching）法が最も良いと考えられる。
非晶質シリコン上に金属膜等の反射膜をコートしたもの
が挙げられる。また反射面の加工としては現在RIE（Rea
ctive Ion Etching）法が最も良いと考えられる。
本発明によれば、複数の微小回転多面鏡を同一基板上
に同時に形成できるため、低価格で製作でき、かつ微小
化が容易なため装置のコンパクト化に大きく貢献でき
る。
に同時に形成できるため、低価格で製作でき、かつ微小
化が容易なため装置のコンパクト化に大きく貢献でき
る。
さらに半導体レーザとの集積化も可能であり、部品点
数の減少により、さらなる低価格、コンパクト化並びに
信頼性の向上を図ることが可能となる。
数の減少により、さらなる低価格、コンパクト化並びに
信頼性の向上を図ることが可能となる。
本発明の第１実施例を第１図に示す。
同図の（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−
Ｘ′線に沿う横断面図である。
Ｘ′線に沿う横断面図である。
基板１上に回転多面鏡２とこれを支持する軸３、及び
静電気を印加する電極群４が設けてある。
静電気を印加する電極群４が設けてある。
電極群４は、軸まわりに90゜間隔で配置した４個の電
極を１つのグループとして、等間隔で配置したＡ、Ｂ、
Ｃの３グループから成る。
極を１つのグループとして、等間隔で配置したＡ、Ｂ、
Ｃの３グループから成る。
このうちＡグループの電極4A1〜4A4は端子φＡに、Ｂ
グループの電極4B1〜4B4は端子φＢに、Ｃグループの電
極4C1〜4C4は端子φＣにそれぞれ接続される。
グループの電極4B1〜4B4は端子φＢに、Ｃグループの電
極4C1〜4C4は端子φＣにそれぞれ接続される。
同図（ｂ）に示すように、回転多面鏡２は軸３に回転
自在に支持され、軸３の上部に止めを設けて回転多面鏡
２が外れないようにしてある。
自在に支持され、軸３の上部に止めを設けて回転多面鏡
２が外れないようにしてある。
また基板１と全電極4A1〜4C4との間には絶縁膜５を設
けてある。
けてある。
回転多面鏡２は導電材料又は半導体材料で形成すると
ともに、軸３を介して接地し、端子φＡに電圧を印加す
る。
ともに、軸３を介して接地し、端子φＡに電圧を印加す
る。
回転多面鏡の外周には、上述した固定子電極４と対応
させて90゜間隔で、回転子電極としての凸部2Aが設けて
あり、端子φＡへの電圧印加による吸引力で各凸部2Aが
Ａグループの電極4A1〜4A4に対向した状態で最も安定と
なる。
させて90゜間隔で、回転子電極としての凸部2Aが設けて
あり、端子φＡへの電圧印加による吸引力で各凸部2Aが
Ａグループの電極4A1〜4A4に対向した状態で最も安定と
なる。
次に端子φＡの電圧を切り、端子φＢに電圧を加える
と、回転多面鏡の外周凸部2AがＢグループの各電極4B1
〜4B4に対向する位置まで移動し、回転多面鏡２が回転
したことになる。
と、回転多面鏡の外周凸部2AがＢグループの各電極4B1
〜4B4に対向する位置まで移動し、回転多面鏡２が回転
したことになる。
以後同様に、端子φＣ、φＢ、φＡ…と順次電圧を印
加して回転を続行させることができる。つまり、多面鏡
２自体を回転子とする静電モータとして働く。
加して回転を続行させることができる。つまり、多面鏡
２自体を回転子とする静電モータとして働く。
光源としての半導体レーザ101からコリメータレンズ1
02を介して入射するレーザ光は、回転多面鏡２の鏡面か
ら反射され、レーザビーム105として取り出される。こ
の回転多面鏡のサイズとしては100μｍ〜1mm程度であ
り、後述するように半導体製造技術を応用して１つの基
板上に同時にかつ多量に形成できるため、極めて安価に
製造でき、また装置全体のコンパクト化を図ることがで
きる。
02を介して入射するレーザ光は、回転多面鏡２の鏡面か
ら反射され、レーザビーム105として取り出される。こ
の回転多面鏡のサイズとしては100μｍ〜1mm程度であ
り、後述するように半導体製造技術を応用して１つの基
板上に同時にかつ多量に形成できるため、極めて安価に
製造でき、また装置全体のコンパクト化を図ることがで
きる。
なお、上記実施例では回転多面鏡２として４面鏡を用
いたが、４面鏡である必要は全くなく、一面鏡を含む他
の多面鏡であってもよい。
いたが、４面鏡である必要は全くなく、一面鏡を含む他
の多面鏡であってもよい。
また三相駆動静電モータを例として挙げたが、必らず
しも三相である必要はない。
しも三相である必要はない。
ただし、駆動相数を増やした方がモータとしてスムー
スに動作するし、電極数も多ければ多い程スムースに回
転する。
スに動作するし、電極数も多ければ多い程スムースに回
転する。
次に本発明で使用する微小回転多面鏡を成形するため
の好適な方法を第２図に基づいて説明する。
の好適な方法を第２図に基づいて説明する。
まずシリコン基板１上に、PSG（燐珪酸ガラス）層6
1、多結晶シリコン層21、PSG層62、金属膜71を積層形成
する。
1、多結晶シリコン層21、PSG層62、金属膜71を積層形成
する。
PSG層61、62及び金属膜71の厚みは50nmとした。
次に、得ようとする回転多面鏡と同じ平面パターンを
もつホトレジスト８をホトリソグラフィーにて形成す
る。
もつホトレジスト８をホトリソグラフィーにて形成す
る。
このホトレジスト８をマスクにして、金属膜71及びPS
G層62をエッチングし、さらに多結晶シリコン層21をRIE
（Reactive Ion Etching）法またはIBE（Ion Beam Etch
ing）法にて垂直にエッチングし、エッチング面をほぼ
鏡面とする。
G層62をエッチングし、さらに多結晶シリコン層21をRIE
（Reactive Ion Etching）法またはIBE（Ion Beam Etch
ing）法にて垂直にエッチングし、エッチング面をほぼ
鏡面とする。
こののち金属膜71を除去し、PSG層63で全体を一様に
覆う（第２図ｂ）。
覆う（第２図ｂ）。
さらにその上に多結晶シリコン膜を形成し、エッチン
グして軸部５を形成する。次に絶縁膜５を形成し、電極
群４を形成する（第２図ｃ）。
グして軸部５を形成する。次に絶縁膜５を形成し、電極
群４を形成する（第２図ｃ）。
次いで、PSG層62、63を同時に除去し、回転多面鏡２
を基板１、軸５から分離する。
を基板１、軸５から分離する。
最後に金属膜を回転多面鏡２の側面のみに形成して完
成する。
成する。
次に、本発明の第２実施例を第３図に示す。
これは半導体レーザの基板上に微小回転多面鏡を設け
たものである。レーザを形成した基板１上に、第１実施
例と同様にして微小回転多面鏡２及び静電モータを形成
したものである。80は半導体レーザの上部電極であり、
84が半導体レーザのストライプパターンである。
たものである。レーザを形成した基板１上に、第１実施
例と同様にして微小回転多面鏡２及び静電モータを形成
したものである。80は半導体レーザの上部電極であり、
84が半導体レーザのストライプパターンである。
電極80と基板１との間に電流を流し、レーザ発光させ
るが、電流はパターン84のみを通って流れるよう形成さ
れている。ここから出射したレーザ光は、回転多面鏡２
により反射され外に出ていく。
るが、電流はパターン84のみを通って流れるよう形成さ
れている。ここから出射したレーザ光は、回転多面鏡２
により反射され外に出ていく。
本実施例は、レーザと回転多面鏡が集積された構造で
あり、非常に小さく形成することができる。
あり、非常に小さく形成することができる。
第３図（ｂ）は断面構造を示す。半導体レーザの断面
は通常構造のものであり、活性層82の上下にクラッド層
81、83を設け、上部電極80から電流を注入する構造とな
っている。
は通常構造のものであり、活性層82の上下にクラッド層
81、83を設け、上部電極80から電流を注入する構造とな
っている。
本実施例において半導体レーザの構造は、一般に知ら
れているどの構造をとっても問題なく動作する。
れているどの構造をとっても問題なく動作する。
第４図に本発明の第３実施例を示す。
先の第２実施例で示した半導体レーザと微小回転多面
鏡を集積化した構造において、半導体レーザからの出射
光は平行ビーム状とならずにある角度で広がっていく。
このため、回転多面鏡でビームを振る効果がかなり減じ
られてしまう。そこでこの回転鏡２の鏡面を凹面鏡とし
たのが本実施例である。
鏡を集積化した構造において、半導体レーザからの出射
光は平行ビーム状とならずにある角度で広がっていく。
このため、回転多面鏡でビームを振る効果がかなり減じ
られてしまう。そこでこの回転鏡２の鏡面を凹面鏡とし
たのが本実施例である。
これによりレーザビームが集光され、ビームを振る効
果を大きくすることができる。
果を大きくすることができる。
第５図に本発明の第４実施例を示す。
本実施例は、半導体レーザから出射したレーザ光を凹
面鏡９によって平行ビームに変え、回転多面鏡２によっ
てこのビームを振るよう構成したものである。
面鏡９によって平行ビームに変え、回転多面鏡２によっ
てこのビームを振るよう構成したものである。
この効果は、先の実施例３と全く同じであるが、凹面
鏡９に入射するレーザ光の角度が常に一定であるため、
ビームの振る角度に影響されず常に平行ビームを出すこ
とができるという利点をもっている。
鏡９に入射するレーザ光の角度が常に一定であるため、
ビームの振る角度に影響されず常に平行ビームを出すこ
とができるという利点をもっている。
この凹面鏡９は回転多面鏡２と全く同様にして作るこ
とができる。
とができる。
本発明によれば、複数の微小回転多面鏡を同一基板上
に同時に形成できるため、低価格で製作できるととも
に、微小化が容易であり装置全体のコンパクト化に大き
く貢献できる。
に同時に形成できるため、低価格で製作できるととも
に、微小化が容易であり装置全体のコンパクト化に大き
く貢献できる。
さらに、半導体レーザとの集積化も可能であり、部品
点数の減少によりさらなる低価格、コンパクト化並びに
信頼性の向上を図ることが可能となる。
点数の減少によりさらなる低価格、コンパクト化並びに
信頼性の向上を図ることが可能となる。
また本発明は、密着イメージセンサ、光プリンタ、デ
ィスプレイ等へ応用でき、これらの機器の性能向上、低
価格化に大きく寄与することができる。
ィスプレイ等へ応用でき、これらの機器の性能向上、低
価格化に大きく寄与することができる。
第１図（ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例を示す平面図
及び断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明で使用する
微小回転多面鏡を製作する方法の一例を段階的に示す断
面図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第２実施例を示す
平面図及び断面図、第４図は本発明の第３実施例を示す
平面図、第５図は本発明の第４実施例を示す平面図、第
６図は従来例を示す斜視図である。 １……基板、２……回転多面鏡 2A……回転子電極凸部、３……軸 ４……固定子電極、５……絶縁膜 ８……レジストパターン、９……凹面鏡 21……多結晶シリコン 61,62,63……燐珪酸ガラス（PSG） 71……金属膜、105……レーザビーム
及び断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明で使用する
微小回転多面鏡を製作する方法の一例を段階的に示す断
面図、第３図（ａ）（ｂ）は本発明の第２実施例を示す
平面図及び断面図、第４図は本発明の第３実施例を示す
平面図、第５図は本発明の第４実施例を示す平面図、第
６図は従来例を示す斜視図である。 １……基板、２……回転多面鏡 2A……回転子電極凸部、３……軸 ４……固定子電極、５……絶縁膜 ８……レジストパターン、９……凹面鏡 21……多結晶シリコン 61,62,63……燐珪酸ガラス（PSG） 71……金属膜、105……レーザビーム
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に立設した軸に、微小多面鏡体を回
転自在に取り付け、該基板上に前記多面鏡体を囲んで適
宜数の固定子電極を設けるとともに、前記多面鏡体側に
は、前記固定子電極に対向する回転子電極部を外周に適
宜間隔で設けて、両者で静電モータを構成し、前記固定
子電極への電圧印加を順次切り変えることにより、多面
鏡を回転させるようにしたことを特徴とする微小光スキ
ャナ。 - 【請求項２】前記多面鏡体の鏡面を凹面として集光作用
を持たせた請求項１に記載の微小光スキャナ。 - 【請求項３】前記基板上に、前記多面鏡へ光ビームを投
射する光源としての半導体レーザを集積形成した請求項
１又は２に記載の微小光スキャナ。 - 【請求項４】前記半導体レーザと回転多面鏡との間に、
凹面鏡を設けた請求項３に記載の微小光スキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2782589A JP2668725B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 微小光スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2782589A JP2668725B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 微小光スキャナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02207214A JPH02207214A (ja) | 1990-08-16 |
| JP2668725B2 true JP2668725B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=12231723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2782589A Expired - Fee Related JP2668725B2 (ja) | 1989-02-07 | 1989-02-07 | 微小光スキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2668725B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6932271B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scan module, optical scanner, optical scan method, image generator and image reader |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657765B2 (en) | 2001-03-01 | 2003-12-02 | Ricoh Company, Ltd. | Optical deflecting unit, optical scanning unit, image forming apparatus, and method of producing optical unit |
| WO2019152538A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Magic Leap, Inc. | Method and system for large field of view display with scanning mirror having optical power |
-
1989
- 1989-02-07 JP JP2782589A patent/JP2668725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6932271B2 (en) | 2000-01-27 | 2005-08-23 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scan module, optical scanner, optical scan method, image generator and image reader |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02207214A (ja) | 1990-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |