JP2011059282A - 光スキャナおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、迷光が被投影面に照射されるのを防止することのできる光スキャナおよび画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光スキャナ１は、光反射部２１１を備える可動板２１と、光透過性を有する光透過窓３２を備え、可動板２１を回動可能に収容するパッケージ３とを有している。また、光スキャナ１は、光透過窓３２から入射する入射光のうち、光透過窓３２により反射された光が、光反射部２１１により反射された光の走査領域に侵入することを防止する遮蔽部５３を有し、遮蔽部５３は、壁状をなし、可動板２１の平面視にて、入射光が光透過窓３２を通過する領域と、出射光が光透過窓３２を通過する領域との間に設けられており、入射光側の側壁および出射光側の側壁が、それぞれ、非駆動状態の可動板２１の厚さ方向に対して、入射光側に傾いている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光スキャナおよび画像形成装置に関する。

例えば、スクリーンや壁面等の被投影面に光を走査して所望の画像を描画（表示）するための光スキャナとして、捩り振動子で構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、上面が反射面である可動部と、可動部を支持する枠体と、可動部を枠体に対して回動可能とするように可動部と枠体とを連結する一対の軸とを有する光偏向器が開示されている。また、特許文献１では、埃の付着等を防止するために、前述した光偏向器を下蓋と光透過窓とで構成された気密性を有するパッケージに収容している。このような光スキャナは、可動部を回動させ、図示しない光源から射出された光（レーザービーム）を光反射面で反射し、反射したレーザービームをスクリーン等の被投影面に走査することにより、被投影面に所望の画像を描画する。

ここで、光源から出射された光は、光反射面で反射される前に光透過窓を通過する。前記光が光反射窓を通過する際、光の一部が光反射窓の上面または下面で反射され、反射された光（以下「迷光」とも言う）が被投影面に照射されることがある。迷光は、光反射面によって走査されないため、被投影面の所定の位置に留まる性質を有しており、これにより、被投影面に描画された画像の画質が低下する。

そこで、従来から、光透過窓の表面に反射防止膜を形成することにより、迷光の発生を防止する技術が用いられている。しかしながら、フルカラー画像を描画する場合には、赤、青、緑の３色の光を用いることが一般的であり、これら３つの光全てについて反射を防止することのできる反射防止膜を設計することは、非常に難しく、また非常に高価な構成となってしまう。また、光透過窓の表面に反射防止膜を形成しても、迷光の発生（すなわち、光透過窓での光の反射）を完全に防止することは困難である。
そこで、特許文献１に記載の光スキャナでは、光透過窓を可動部（光反射面）に対して傾斜させ、迷光が被投影面に照射されないようにしている。しかしながら、可動部（光反射面）に対して傾いた光透過窓を設ける構成とすることにより、光スキャナの構成が複雑化するという問題がある。

特開２００５−２５０３０７号公報

本発明の目的は、簡単な構成で、迷光が被投影面に照射されるのを防止することのできる光スキャナおよび画像形成装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光スキャナは、光反射性を有する光反射部を備える板状の可動板と、
光透過性を有する光透過窓を備え、前記可動板を回動可能に収容するパッケージとを有し、
前記可動板を回動させることにより、前記光透過窓から入射した光を前記光反射部により反射し、反射した光を走査するとともに前記光透過窓から出射するように構成された光スキャナであって、
前記光透過窓から入射する入射光のうち、前記光透過窓により反射された光が、前記光反射部により反射された光の走査領域に侵入することを防止する遮蔽部を有し、
前記遮蔽部は、壁状をなし、前記可動板の平面視にて、前記入射光が前記光透過窓を通過する領域と、前記出射光が前記光透過窓を通過する領域との間に設けられており、前記入射光側の側壁および前記出射光側の側壁が、それぞれ、非駆動状態の前記可動板の厚さ方向に対して、前記入射光側に傾いていることを特徴とする。
これにより、簡単な構成で、迷光が被投影面に照射されるのを防止することのできる光スキャナを提供することができる。

本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部は、前記可動板の回動中心軸Ｘと平行な方向に延在することが好ましい。
これにより、光を直線的に走査することができる。そのため、光スキャナによれば、被投影面への所望の画像の描画をより簡単に行うことができる。
本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部は、前記可動板の回動中心軸Ｘに対して直交する方向に延在することが好ましい。
これにより、非駆動状態の可動板の平面視にて、光を回動中心軸に対して対称的に走査することができる。そのため、光スキャナによれば、被投影面への所望の画像の描画をより簡単に行うことができる。

本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部の側壁のうち、少なくとも前記入射光側の側壁には、光吸収性を有する光吸収膜が設けられていることが好ましい。
これにより、遮蔽部によりその進路を妨げられた光（迷光）が光吸収膜により吸収されるため、迷光の不本意な反射等を確実に防止することができる。
本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部は、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、遮蔽部を簡単かつ高精度に形成することができる。
本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部の前記入射光側の側壁および前記出射光側の側壁は、それぞれ、面方位＜１１１＞面で構成されていることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、入射光側に傾斜する遮蔽部を形成することができる。

本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部は、前記光透過窓の前記可動板と反対側の面上に設けられていることが好ましい。
これにより、遮蔽部の大型化を招くことなく、より確実に、遮蔽部により光（迷光）を遮蔽することができる。また、例えば、光スキャナの製造時において、可動板をパッケージに収容した後に、遮蔽部を光透過窓に接合すれば光スキャナを製造することができるため、光スキャナの製造方法の簡易化を図ることができる。
本発明の光スキャナでは、前記遮蔽部は、前記パッケージの一部を構成していることが好ましい。
これにより、光スキャナの製造コストを低減することができる。

本発明の光スキャナでは、板状をなし、所定距離離間した一対の貫通孔が形成された基板を有し、
前記遮蔽部は、前記基板の前記一対の貫通孔の間に位置する領域で構成されていることが好ましい。
これにより、遮蔽部を簡単に形成することができる。

本発明の光スキャナでは、前記一対の貫通孔のうちの一方は、その横断面積が前記基板の一方の面側から他方の面側に向けて漸減するテーパ状をなしており、他方の貫通孔は、その横断面積が前記基板の前記一方の面側から前記他方の面側に向けて漸増するテーパ状をなしていることが好ましい。
これにより、所定方向に傾いた遮蔽部を、より簡単に、また厚さを薄く形成することができる。

本発明の光スキャナでは、前記光透過窓は、板状をなし、前記可動板の非駆動状態にて、前記可動板と平行であることが好ましい。
これにより、光スキャナの構成を簡単なものとすることができる。また、例えば、前述した従来技術のように可動板に対して光透過窓を傾けなくてもよいため、光スキャナの製造の簡易化を図ることもできる。

本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を備える板状の可動板と、
光透過性を有する光透過窓を備え、前記可動板を回動可能に収容するパッケージとを有し、
前記可動板を回動させることにより、前記光透過窓から入射した光を前記光反射部により反射し、反射した光を走査するとともに前記光透過窓から出射するように構成された光スキャナを有する画像形成装置であって、
前記光透過窓から入射する入射光のうち、前記光透過窓により反射された光が、前記光反射部により反射された光の走査領域に侵入することを防止する遮蔽部を有し、
前記遮蔽部は、壁状をなし、前記可動板の平面視にて、前記入射光が前記光透過窓を通過する領域と、前記出射光が前記光透過窓を通過する領域との間に設けられており、前記入射光側の側壁および前記出射光側の側壁が、それぞれ、非駆動状態の前記可動板の厚さ方向に対して、前記入射光側に傾いている光スキャナを備えることを特徴とする。
これにより、簡単な構成で、迷光が被投影面に照射されるのを防止することのできる光スキャナを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の光スキャナの第１実施形態を示す平面図である。 図１に示す光スキャナが備える基体を示す平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 図１中のＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示す光スキャナの駆動を示す断面図である。 図１に示す光スキャナが有する遮蔽部の機能を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナの製造方法を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナの製造方法を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナの製造方法を説明する断面図である。 図１に示す光スキャナの製造方法を説明する断面図である。 本発明の光スキャナの第２実施形態を示す部分断面平面図である。 図１１に示す光スキャナにより走査される光の光路を示す平面図である。 本発明の光スキャナの第３実施形態を示す断面図である。 本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。

以下、本発明の光スキャナおよび画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の光スキャナの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明の光スキャナの第１実施形態を示す部分断面斜視図、図２は、図１に示す光スキャナが備える基体を示す平面図、図３は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図４は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図１に示す光スキャナの駆動を示す断面図、図６は、図１に示す光スキャナが有する遮蔽部の機能を説明する断面図、図７ないし図１０は、それぞれ、図１に示す光スキャナの製造方法を説明する断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１、図３〜図１０中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図１に示すように、光スキャナ１は、振動系を有する基体２と、基体２を収容するパッケージ３と、振動系を振動させる駆動手段４と、入射光用孔５１および反射光用孔５２が形成された迷光遮蔽部材５とを有している。また、図２に示すように、基体２は、光反射部２１１が設けられた可動板２１と、可動板２１を支持する支持部２２と、可動板２１と支持部２２とを連結する一対の連結部２３、２４とを有している。このような構成の光スキャナ１は、駆動手段４によって、連結部２３、２４をねじり変形させつつ、可動板２１を回動させ、光反射部２１１によって反射した光をスクリーン等の被投影面に走査することにより、被投影面に所望の画像を描画するように構成されている。

まず、基体２について説明する。
図２に示すように、支持部２２は、外形および内形がともに略四角形の枠状をなしている。このような支持部２２は、可動板２１を支持する機能を有している。なお、支持部２２の形状としては、可動板２１を支持することができれば特に限定されず、例えば、枠状の支持部２２の一部が内外を連通するように欠損していてもよいし、支持部２２が可動板２１を介して対向するように一対設けられていてもよい。

図２に示すように、支持部２２の内側には、板状の可動板２１が設けられている。可動板２１は、その平面視にて長方形をなしている。なお、可動板２１の平面視形状としては、特に限定されず、略円形であってもよいし、その他の多角形であってもよいし、異形状であってもよい。
このような可動板２１の上面には、光反射性を有する光反射部２１１が設けられている。反対に、可動板２１の下面には、永久磁石４１が設けられている。
各連結部２３、２４は、長手形状をなしており、弾性変形可能である。このような連結部２３、２４は、可動板２１を支持部２２に対して回動可能とするように、可動板２１と支持部２２とを連結している。一対の連結部２３、２４は、同軸的に設けられており、この軸を回動中心軸Ｘとして、可動板２１が支持部２２に対して回動する。

このような基体２は、シリコンを主材料として構成されており、可動板２１、支持部２２および連結部２３、２４が一体的に形成されている。このように、基体２をシリコンを主材料として構成することにより、優れた振動特性を有する基体２が得られる。また、シリコンを主材料として構成することにより、高精度な加工が可能となり、より確実に、所望の形状（所望の振動特性）を有する基体２を得ることができる。

次いで、パッケージ３について説明する。
パッケージ３は、基体２を収容する機能を有する。図３および図４に示すように、このようなパッケージ３は、上面に開放する凹部３１１を有する箱状の本体３１と、凹部３１１の開口を覆う（塞ぐ）ように設けられた光透過窓３２とで構成されている。
本体３１に形成された凹部３１１は、本体３１の上面の縁部を除く中央部に開放する第１の凹部３１１ａと、第１の凹部の底面の縁部を除く中央部に開放する第２の凹部３１１ｂとで構成されている。すなわち、凹部３１１は、その深さ方向の途中に段差部３１１ｃを有している。この段差部３１１ｃに基体２の支持部２２を固定（接合）することにより、パッケージ３内に基体２を可動板２１が回動可能な状態で固定、収容する。
このような本体３１は、例えば、各種ガラス材料やシリコンを主材料として構成されている。また、本体３１は、例えば、ＬＴＣＣ（低温焼結セラミックス）で構成されていてもよい。

光透過窓３２は、板状をなしており、本体３１の凹部３１１の開口を覆うように本体３１の上面に接合されている。これにより、パッケージ３内を気密的に封止することができる（すなわち、気密的な内部空間Ｓを画成することができる）。
また、光透過窓３２は、可動板２１の非駆動状態にて、可動板２１（基体２）と平行となるように設けられている。このように、光透過窓３２を可動板２１に対して平行とすることにより、光スキャナ１の構成を簡単なものとすることができる。また、例えば、前述した従来技術のように可動板２１に対して光透過窓３２を傾けなくてもよいため、光スキャナ１の製造の簡易化でき、低コスト化を図ることもできる。

このような光透過窓３２は、光スキャナ１の外部に設置された光源（例えば、図６に示す後述する光源５００）から出射された光を、パッケージ３内の光反射部２１１へ導くため、および光反射部２１１で反射された光をパッケージ３外へ導くために、光透過性を有するもの、すなわち実質的に無色透明とされる。
このような光透過窓３２の構成材料としては、特に限定されないが、各種ガラス材料、例えば、石英ガラス、パイレックスガラス（「パイレックス」は登録商標）、テンパックスガラスが挙げられる。

本体３１と光透過窓３２の接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を介して本体３１と光透過窓３２とを接合してもよい。また、例えば、本体３１がシリコンで構成されており、光透過窓３２がガラス材料で構成されている場合には、これらを陽極接合により接合してもよい。また、本体３１がＬＴＣＣ（低温焼成セラミックス）で構成され、光透過窓３２がカラス材料で構成されている場合には、シリコンを主材料として構成された接合層を介してこれらを陽極接合により接合してもよい。陽極接合によって本体３１と光透過窓３２とを接合することにより、機械的強度の優れたパッケージ３を得ることができる。

次いで、駆動手段４について説明する。
図１、図３および図４に示すように、駆動手段４は、可動板２１に設けられた永久磁石４１と、永久磁石４１に作用する磁界を発生するコイル４２とを有している。すなわち、光スキャナ１は、ムービングマグネット型の電磁駆動型光スキャナである。このような駆動手段４によれば、連結部２３、２４に比較的大きなトルクを与えることができるため、可動板２１を安定して（すなわち、所望の振幅および周波数で）回動させることができる。

永久磁石４１は、可動板２１の下面に例えば接着剤を介して固定されている。また、永久磁石４１は、長手形状をなしており、回動中心軸Ｘに対して直交する方向に延在するように設けられている。このような永久磁石４１は、長手方向に磁化しており、長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。永久磁石４１を回動中心軸Ｘに対して直交する方向に延在するように設けることにより、永久磁石４１の両端部を回動中心軸Ｘから離れたところに位置させることができる。そのため、コイル４２が発生する磁界の作用により、可動板２１により大きなトルクを与えることができる。
このような永久磁石４１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの、硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
コイル４２は、パッケージ３の本体３１に形成された第２の凹部３１１ｂの底面に、可動板２１と対向するように設けられている。これにより、コイル４２が発生する磁界を永久磁石４１に効果的に作用させることができる。このコイル４２は、図示しない電源に電気的に接続されており、電源から交番電圧が印加されるようになっている。

このような駆動手段４によって、次のように可動板２１が回動する。
まず、前記電源によりコイル４２に交番電圧を印加する。これにより、コイル４２の上側（可動板２１側）がＮ極、下側がＳ極となる第１の磁界が発生した状態と、コイル４２の上側がＳ極、下側がＮ極となる第２の磁界が発生した状態とが、交互にかつ周期的に発生する。

第１の電界では、図５（ａ）に示すように、永久磁石４１のＮ極側がコイル４２に引きつけられ、反対にＳ極側がコイル４２から遠ざかるように、可動板２１が回動中心軸Ｘを中心に反時計回りに回動する（第１の状態）。反対に、第２の電界では、図５（ｂ）に示すように、永久磁石４１のＳ極側がコイル４２に引きつけられ、反対にＮ極側がコイル４２から遠ざかるように、可動板２１が回動中心軸Ｘを中心に時計回りに回動する（第２の状態）。このような第１の状態と第２の状態とが交互に繰り返され、可動板２１が回動中心軸Ｘを中心に回動する。

次いで、迷光遮蔽部材５について説明する。
光源から出射された光が光透過窓３２を透過する際、光の一部が光透過窓３２の上面３２ａまたは下面３２ｂによって反射され、反射された光（以下、この光を「迷光」とも言う）が投影面に照射される問題がある。迷光遮蔽部材５は、このような迷光の光路を遮断し、迷光が投影面に照射されるのを防止する機能を有している。そのため、このような迷光遮蔽部材５を有する光スキャナ１によれば、被投影面に、画像品質の低下を招くことなく所望の画像を描画することができる。

図１、図３および図４に示すように、迷光遮蔽部材５は、パッケージ３の外側に設けられている。より具体的には、迷光遮蔽部材５は、光透過窓３２の上面３２ａに設けられている。このような迷光遮蔽部材５は、板状をなしている。また、迷光遮蔽部材５には、その厚さ方向に貫通する２つの貫通孔、すなわち入射光用孔５１および反射光用孔５２が形成されている。入射光用孔５１および反射光用孔５２が形成されていることにより、これら孔５１、５２の間に、これらの孔５１、５２を仕切る遮蔽壁（遮蔽部）５３が形成されている。

本実施形態では、迷光遮蔽部材５は、シリコンを主材料として構成されている。これにより、後述するように、入射光用孔５１および反射光用孔５２（すなわち、遮蔽壁５３）を簡単かつ高精度に形成することができる。
入射光用孔５１および反射光用孔５２は、可動板２１の上方に位置しており、回動中心軸Ｘに対して直交する方向に所定距離離間して（すなわち入射光用孔５１および反射光用孔５２が連通することなく）並設されている。これら孔５１、５２のうち、入射光用孔５１は、光源から出射された光を光透過窓３２を介して基体２の光反射部２１１へ導くための孔であり、反射光用孔５２は、光反射部２１１によって反射された光を光透過窓３２を介してパッケージ３の外部に導くための孔である。入射光用孔５１および反射光用孔５２の平面視した開口サイズは、限定されるものではないが、入射光用孔５１のほうが反射光用孔５２よりも小さく形成されていてもよい。

入射光用孔５１は、横断面形状が矩形（正方形または長方形）をなしている。また、入射光用孔５１は、その横断面積が迷光遮蔽部材５の上面５ａから下面５ｂに向けて漸増するテーパ状をなしている。言い換えれば、入射光用孔５１は、開口形状が矩形の下部開口５１２と、迷光遮蔽部材５の平面視にて下部開口５１２に含まれるよう（下部開口５１２の縁部を除く中央部に位置するよう）に形成され、開口形状が矩形の上部開口５１１と、迷光遮蔽部材５の厚さ方向に対して傾斜し、下部開口５１２と上部開口５１１とを連結する４つの側面とで構成されている。

一方の反射光用孔５２は、横断面形状が矩形をなし、その横断面積が迷光遮蔽部材５の上面５ａから下面５ｂに向けて漸減するテーパ状をなしている。言い換えれば、反射光用孔５２は、開口形状が矩形の上部開口５２１と、迷光遮蔽部材５の平面視にて上部開口５２１に含まれるよう（上部開口５２１の縁部を除く中央部に位置するよう）に形成され、開口形状が矩形の下部開口５２２と、迷光遮蔽部材５の厚さ方向に対して傾斜し、上部開口５２１と下部開口５２２とを連結する４つの側面とで構成されている。
すなわち、入射光用孔５１と反射光用孔５２は、互いに反対方向のテーパ形状をなす貫通孔である。これら入射光用孔５１および反射光用孔５２の間には、これら孔５１、５２を仕切るように遮蔽壁（遮蔽部）５３が形成されている。

この遮蔽壁５３の一方の側壁５３１は、入射光用孔５１の反射光用孔５２側の側面で構成され、他方の側壁５３２は、反射光用孔５２の入射光用孔５１側の面で構成されている。すなわち、遮蔽壁５３は、その両側壁５３１、５３２が、それぞれ、迷光遮蔽部材５の厚さ方向に対して入射光用孔５１側に傾斜している。また、このような遮蔽壁５３は、光反射部２１１に向けて入射する入射光と、光反射部２１１により反射された反射光との間に位置していると言える。

ここで、前述したように、迷光遮蔽部材５は、シリコンを主材料として構成されているが、さらに、入射光用孔５１および反射光用孔５２の各側面（すなわち遮蔽壁５３の両側壁５３１、５３２）は、面方位＜１１１＞面で構成されている。これにより、後述するように、例えば面方位＜１００＞面のシリコンウエハをＫＯＨ水溶液等のエッチング液を用いて異方性エッチングすることにより、比較的簡単に、迷光遮蔽部材５の厚さ方向に対して傾斜する側面を有する入射光用孔５１および反射光用孔５２（すなわち、遮蔽壁５３）を形成することができる。このようにシリコンの結晶性を利用して構造体を形成することで高精度にかつ用意に薄い遮蔽壁５３を形成できる。

本実施形態では、遮蔽壁５３の側壁５３１には、光吸収性を有する光吸収膜６が設けられている。これにより、後述するように、遮蔽壁５３によりその進路を妨げられた迷光Ｌ’が光吸収膜６により吸収される。そのため、迷光Ｌ’の不本意な反射等を確実に防止することができる。このような光吸収膜６は、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を含む金属、合金、酸化物または窒化物により構成されていることが好ましい。これにより、比較的簡単に、優れた光吸収性を有する光吸収膜６を形成することができる。

次いで、このような迷光遮蔽部材５の機能について、詳細に説明する。
図６に示すように、可動板２１の回動時（光スキャナ１の駆動時）に、光源５００が光Ｌを光透過窓３２の平面視にて回動中心軸Ｘに対して直交する方向へ出射する。この光Ｌは、光透過窓３２を透過して光反射部２１１に到達し、光反射部２１１により反射され、再び光透過窓３２を透過して被投影面１００に走査される（以下では、走査された光Ｌが通過する領域を「走査領域Ｔ」ともいう）。光Ｌが、光反射部２１１へ向けて光透過窓３２を透過する際、その一部が光透過窓３２の上面３２ａまたは下面３２ｂで反射され迷光Ｌ’となる。迷光Ｌ’は、走査領域Ｔ（被投影面１００）の方向に進もうとするが、迷光Ｌ’の光路の途中（すなわち迷光Ｌ’の光路を遮るよう）に遮蔽壁５３が形成されているため、この遮蔽壁５３にぶつかり、遮蔽壁５３の側壁５３１に設けられた光吸収膜６によって、迷光Ｌ’が吸収される。これにより、迷光Ｌ’が、被投影面１００（光Ｌの走査領域）に照射されることを確実に防止することができる。その結果、光スキャナ１によれば、迷光遮蔽部材５（遮蔽壁５３）を設けるだけという簡単な構成で、被投影面１００に画像品質の低下を招くことなく所望の画像を描画することができる。

また、光スキャナ１では、遮蔽壁５３が入射光用孔５１側へ傾いているため、遮蔽壁５３の高さを抑えつつ、より確実に迷光Ｌ’を遮断することができる。これにより、光スキャナ１の小型化を図ることができる。
また、光スキャナ１では、遮蔽壁５３の側壁５３１、５３２がともに光透過窓３２の厚さ方向に対して同じ方向に傾いているため（側壁５３１、５３２が平行であるため）、遮蔽壁５３の厚さ（側壁５３１、５３２の離間距離）を薄くすることができる。ここで、光透過窓３２に対する光Ｌの入射角等にもよるが、遮蔽壁５３の厚さが厚いほど、迷光遮蔽部材５と可動板２１（光反射部２１１）との離間距離を広げなければ、光Ｌを入射光用孔５１から入射し、光反射部２１１により反射し、反射光用孔５２から出射させることができない。この点、光スキャナ１では、前述したように、遮蔽壁５３の厚さを薄くすることができるため、迷光遮蔽部材５と可動板２１（光反射部２１１）との離間距離をより短くすることができる。そのため、光スキャナ１の小型化を図ることができる。なお、遮蔽壁５３の厚さとしては、特に限定されないが、１００μｍ以上５００μｍ以下程度であるのが好ましい。

また、前述したように、光スキャナ１では、板状をなす迷光遮蔽部材５に一対の貫通孔（すなわち、入射光用孔５１および反射光用孔５２）を形成し、これら孔５１、５２の間に位置し、孔５１、５２を仕切る領域（壁部）を遮蔽壁５３としている。このような構成とすることにより、遮蔽壁５３を簡単に形成することができる。
特に、本実施形態では、入射光用孔５１を、その横断面積が迷光遮蔽部材５の上面５ａから下面５ｂに向けて漸増するテーパ状をなす孔とし、反射光用孔５２を、その横断面積が迷光遮蔽部材５の上面５ａから下面５ｂに向けて漸減するテーパ状をなす孔としたことにより、所定方向に傾いた遮蔽壁５３を、より簡単に形成することができる。

また、前述したように、光スキャナ１では、遮蔽壁５３（迷光遮蔽部材５）が、光透過窓３２の上面３２ａに設けられている。これにより、遮蔽壁５３の形成位置が、迷光Ｌ’が発生する場所のすぐ近傍となる。そのため、遮蔽壁５３の大型化を招くことなく、より確実に、遮蔽壁５３により迷光Ｌ’を遮蔽することができる。また、例えば、光スキャナ１の製造時において、基体２をパッケージ３に収容した後に、迷光遮蔽部材５を光透過窓３２の上面３２ａに接合すれば光スキャナ１を製造することができるため、光スキャナ１の製造方法の簡易化を図ることができる。

また、前述したように、光スキャナ１では、入射光用孔５１および反射光用孔５２が回動中心軸Ｘに対して直交する方向に並んで形成されている。すなわち、遮蔽壁５３が、回動中心軸Ｘと平行な方向に延在している。そのため、光Ｌが光透過窓３２を透過して光反射部２１１に到達し、光反射部２１１により反射され、再び光透過窓３２を透過して被投影面１００に走査されるためには、光透過窓３２を透過して光反射部２１１に到達させる際の光Ｌの光路を、光透過窓３２の平面視にて回動中心軸Ｘに対して直交する方向とする必要がある。このように、光透過窓３２の平面視にて回動中心軸Ｘに対して直交する方向の光Ｌを光スキャナ１で走査した場合、光Ｌを直線的に走査することができる。そのため、光スキャナ１によれば、被投影面１００への所望の画像の描画を、より簡単に行うことができる。
以上のような光スキャナ１は、例えば、次のようにして製造することができる。以下、図７ないし図１０に基づいて、光スキャナ１の製造方法について説明するが、図７、図８および図１０は、それぞれ、図３に対応する断面で示されており、図９は、図４に対応する断面で示されている。

［基体２の製造］
図７（ａ）に示すように、まず、基体２を得るためのシリコン基板２００を用意する。そして、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板２００の上面に、可動板２１、支持部２２および各連結部２３、２４の平面視形状に対応する形状をなすマスクＭ１を形成する。次いで、マスクＭ１を介して、シリコン基板２００をエッチングし、その後、マスクＭ１を除去する。これにより、図７（ｃ）に示すように、可動板２１、支持部２２および各連結部２３、２４が一体的に形成された基板が得られる。マスクＭ１としては、レジスト、窒化膜、酸化膜などを用いることができる。

なお、エッチング方法としては、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。

次に、図７（ｄ）に示すように、可動板２１の上面に、金属膜を形成し、光反射部２１１を形成する。これにより、基体２が得られる。金属膜の形成方法としては、特に限定されず、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、金属箔の接合等が挙げられる。
次に、図７（ｅ）に示すように、可動板２１の下面に、接着剤を介して永久磁石４１を固定する。なお、可動板２１の下面に、接着剤を介して硬磁性体を固定し、その後、この硬磁性体を着磁することにより、永久磁石４１としてもよい。

［パッケージ３の製造］
図８（ａ）に示すように、まず、本体３１を得るためのシリコン基板３００を用意し、シリコン基板３００の上面に、第１の凹部３１１ａの平面視形状に対応する形状をなす酸化膜マスクＭ２を形成する。次いで、図８（ｂ）に示すように、シリコン基板３００の上面および第１の凹部３１１ａの表面（側面および底面）に、第２の凹部３１１ｂの平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクＭ３を形成する。次いで、レジストマスクＭ３を介して、シリコン基板３００をエッチングし、その後、レジストマスクＭ３を除去する。次いで、酸化膜マスクＭ２を介して、シリコン基板３００をエッチングし、その後、酸化膜マスクＭ２を除去する。これにより、図８（ｃ）に示すように、凹部３１１が形成された本体３１が得られる。次いで、図８（ｄ）に示すように、凹部３１１（第２の凹部３１１ｂ）の底面にコイル４２を設ける。
一方、光透過窓３２は、石英ガラス、テンパックスガラス、パイレックスガラス等のガラスで構成された板状の部材を所定のサイズに加工することにより得られる。

［迷光遮蔽部材５の製造］
図９（ａ）に示すように、まず、ウエハ面が＜１００＞面のシリコンウエハ（シリコン基板）４００を用意する。そして、図９（ｂ）に示すように、シリコンウエハ４００の上面に、反射光用孔５２の上部開口５２１の形状に対応する形状をなす窒化膜マスクＭ４を形成するとともに、シリコンウエハ４００の下面に、入射光用孔５１の下部開口５１２の形状に対応する形状をなす窒化膜マスクＭ５を形成する。次いで、窒化膜マスクＭ４、Ｍ５を介して、ＫＯＨ水溶液等を用いたウェットエッチング（異方性エッチング）により、シリコンウエハ４００をエッチングする。その後、窒化膜マスクＭ４、Ｍ５を除去する。次いで、入射光用孔５１の反射光用孔５２側の側面に、クロム等の金属膜を形成し、光吸収膜６を形成する。これにより、これにより、図９（ｃ）に示すように、入射光用孔５１、反射光用孔５２および遮蔽壁５３が形成された迷光遮蔽部材５が得られる。金属膜の形成方法としては、特に限定されず、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、金属箔の接合等が挙げられる。

ここで、面方位＜１１１＞方向のエッチング速度が面方位＜１００＞方向や面方位＜１１０＞方向のエッチング速度に比べてはるかに遅いため、エッチングが進行して面方位＜１１１＞面が露出すると、あたかもエッチングが停止したように振舞う。このような異方性エッチングの性質を利用することにより、上述したようなテーパ状の入射光用孔５１および反射光用孔５２を簡単に形成することができる。また、遮蔽壁５３の厚さは窒化膜マスクＭ４、Ｍ５のアライメント精度で決定できるため、高精度に薄い構造体として形成できる。

［各部の組み付け］
図１０（ａ）に示すように、基体２の支持部２２を、パッケージ３の本体３１の段差部３１１ｃに固定（接合）する。支持部２２の段差部３１１ｃへの固定は、例えば、接着剤を用いて行うことができる。次いで、図１０（ｂ）に示すように、本体３１の上部開口を覆うように、光透過窓３２と本体３１とを接合する。光透過窓３２と本体３１との接合は、例えば陽極接合により行うことができる。これにより、本体３１と光透過窓３２とが接合され、パッケージ３の内部に、気密性を有する内部空間Ｓが形成される。

なお、本工程を、例えば、減圧下で行うことにより、内部空間Ｓを減圧状態とすることができ、また、希ガス雰囲気下で行うことにより、内部空間Ｓを希ガス充填状態とすることができる。どのような環境下（雰囲気下）で本工程を行うかは、光スキャナ１に求められる特性に応じて、適宜選択することができる。
次いで、図１０（ｃ）に示すように、光透過窓３２の上面に、迷光遮蔽部材５を接合する。迷光遮蔽部材５と光透過窓３２との接合方法としては、特に限定されず、例えば陽極接合により接合することができる。
以上の工程により、光スキャナ１が得られる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の光スキャナの第２実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光スキャナの第２実施形態を示す部分断面平面図、図１２は、図１１に示す光スキャナにより走査される光の光路を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１１中の紙面手前側を「上」と言う。

以下、第２実施形態の光スキャナについて、前述した実施形態の光スキャナとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第２実施形態にかかる光スキャナ１Ａは、迷光遮蔽部材５に形成された入射光用孔５１および反射光用孔５２の配置が異なる以外は、前述した第１実施形態の光スキャナとほぼ同様である。なお、図１１にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１１に示すように、入射光用孔５１および反射光用孔５２は、可動板２１の上方に位置しており、回動中心軸Ｘと平行な方向に所定距離離間して並設されている。すなわち、遮蔽壁５３は、光透過窓３２の平面視にて、回動中心軸Ｘに対して直交する方向に延在するように設けられている。

このような光スキャナ１Ａでは、遮蔽壁５３が回動中心軸Ｘに対して直交する方向に延在している。そのため、光Ｌが光透過窓３２を透過して光反射部２１１に到達し、光反射部２１１により反射され、再び光透過窓３２を透過して被投影面１００に走査されるためには、図１２に示すように、光透過窓３２を透過して光反射部２１１に到達させる際の光Ｌの光路を、光透過窓３２の平面視にて回動中心軸Ｘと平行な方向とする必要がある。このように、光透過窓３２の平面視にて回動中心軸Ｘと平行な方向の光Ｌを光スキャナ１で走査した場合、光透過窓３２の平面視にて、光Ｌを回動中心軸Ｘに対して対称的に走査することができる。そのため、光スキャナ１によれば、各種補正を簡単に行うことができ、被投影面１００への所望の画像の描画をより簡単に行うことができる。また、このような構成では、反射光用孔５２の回動中心軸Ｘと平行な方向における長さを、例えば第１実施形態の反射光用孔５２よりも短くすることができる。そのため、光スキャナ１の小型化をよりいっそう図ることができる。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の光スキャナの第３実施形態について説明する。
図１３は、本発明の光スキャナの第３実施形態を示す断面図である。
以下、第３実施形態の光スキャナについて、前述した実施形態の光スキャナとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

本発明の第３実施形態にかかる光スキャナ１Ｂは、パッケージの構成が異なる以外は、前述した第１実施形態の光スキャナ１とほぼ同様である。なお、図１３にて、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図１３に示すように、本実施形態の光スキャナ１Ｂでは、迷光遮蔽部材５がパッケージ３の一部を構成している。言い換えれば、パッケージ３の内部空間Ｓを画成するのに、迷光遮蔽部材５の一部（下面５ｂ）が用いられている。以下、このことについて詳細に説明する。

光透過窓３２は、迷光遮蔽部材５の下面５ｂに接合されている。より具体的には、光透過窓３２は、迷光遮蔽部材５の下面５ｂの縁部を除くように、かつ入射光用孔５１の下部開口５１２および反射光用孔５２の下部開口５２２を覆う（塞ぐ）ように設けられている。光透過窓３２と迷光遮蔽部材５の接合方法としては、特に限定されないが、例えば、光透過窓３２がガラス材料を主材料として構成され、迷光遮蔽部材５がシリコンを主材料として構成されている場合には、陽極接合により接合することが好ましい。陽極接合によれば、これら部材をより強固に接合することができる。また、光透過窓３２と迷光遮蔽部材５とを直接接合することができるため（すなわち、光透過窓３２と迷光遮蔽部材５との間に接着剤層等の別部材が介在しないため）、光Ｌの不本意な吸収、屈折等を防止することができる。

光透過窓３２が接合された迷光遮蔽部材５は、その下面５ｂの縁部において、本体３１の上面と接合している。このように、パッケージ３は、本体３１、光透過窓３２および迷光遮蔽部材５で構成されており、これらによって内部空間Ｓが画成されている。迷光遮蔽部材５と本体３１との接合方法としては、特に限定されないが、例えば、本体３１がＬＴＣＣで構成され、迷光遮蔽部材５がシリコンを主材料として構成されている場合には、陽極接合により接合することが好ましい。陽極接合によれば、迷光遮蔽部材５と本体３１とをより強固に接合することができる。

本実施形態のように、迷光遮蔽部材５をパッケージ３の一部に用いることにより、例えば光透過窓３２の大きさを前述した第１実施形態と比べて小さくすることができる等、各部の大きさを無駄のないものとすることができる。その結果、光スキャナ１の製造コストを低減することができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上説明したような光スキャナは、例えば、プロジェクタ、レーザープリンタ、イメージング用ディスプレイ、バーコードリーダー、走査型共焦点顕微鏡などの画像形成装置に好適に適用することができる。その結果、優れた描画特性を有する画像形成装置を提供することができる。

具体的に、図１４に示すようなプロジェクタ９について説明する。なお、説明の便宜上、スクリーンＳＣの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。
プロジェクタ９は、レーザーなどの光を照出する光源装置９１と、クロスダイクロイックプリズム９２と、１対の本発明の光スキャナ９３、９４（例えば、光スキャナ１と同様の構成の光スキャナ）と、固定ミラー９５とを有している。

光源装置９１は、赤色光を照出する赤色光源装置９１１と、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３とを備えている。
クロスダイクロイックプリズム９２は、４つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。

このようなプロジェクタ９は、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて照出された光をクロスダイクロイックプリズム９２で合成し、この合成された光が、光スキャナ９３、９４によって走査され、さらに固定ミラー９５によって反射され、スクリーンＳＣ上でカラー画像を形成するように構成されている。

ここで、光スキャナ９３、９４の光走査について具体的に説明する。
まず、クロスダイクロイックプリズム９２で合成された光は、光スキャナ９３によって横方向に走査される（主走査）。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナ９４によってさらに縦方向に走査される（副走査）。これにより、２次元カラー画像をスクリーンＳＣ上に形成することができる。このような光スキャナ９３、９４として本発明の光スキャナを用いることで、極めて優れた描画特性を発揮することができる。
ただし、プロジェクタ９としては、光スキャナにより光を走査し、対象物に画像を形成するように構成されていれば、これに限定されず、例えば、固定ミラー９５を省略してもよい。

以上、本発明の光スキャナおよび画像形成装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光スキャナおよび画像形成装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。また、例えば、本発明の光スキャナおよび画像形成装置では、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、入射光用孔の反射光用孔側の側面に光吸収膜を形成した形態について説明したが、これに限定されず、例えば、入射光用孔の全ての側面に光吸収膜を形成してもよく、さらに、反射光用孔の側面にも形成してもよい。また、このような光吸収膜は、省略してもよい。
また、前述した実施形態では、光透過窓の上面および下面には、何の膜も形成されていない形態について説明したが、これに限定されず、例えば、光透過窓の上面および下面の少なくとも一方の面に反射防止膜を形成してもよい。なお、前述したように、反射防止膜を形成しても、迷光の発生を完全に防止することはできず、この場合にも、遮蔽部の機能が発揮されることとなる。

１、１Ａ、１Ｂ……光スキャナ ２……基体 ２１……可動板 ２１１……光反射部 ２２……支持部 ２３、２４……連結部 ３……パッケージ ３１……本体 ３１１……凹部 ３１１ａ……第１の凹部 ３１１ｂ……第２の凹部 ３１１ｃ……段差部 ３２……光透過窓 ３２ａ……上面 ３２ｂ……下面 ４……駆動手段 ４１……永久磁石 ４２……コイル ５……迷光遮蔽部材 ５ａ……上面 ５ｂ……下面 ５１……入射光用孔 ５１１……上部開口 ５１２……下部開口 ５２……反射光用孔 ５２１……上部開口 ５２２……下部開口 ５３……遮蔽壁 ５３１、５３２……側壁 ５００……光源 ６……光吸収膜 ９……プロジェクタ ９１……光源装置 ９１１……赤色光源装置 ９１２……青色光源装置 ９１３……緑色光源装置 ９２……クロスダイクロイックプリズム ９３、９４……光スキャナ ９５……固定ミラー １００……被投影面 ２００、３００……シリコン基板 ４００……シリコンウエハ Ｌ……光 Ｌ’……迷光 Ｍ１……マスク Ｍ２……酸化膜マスク Ｍ３……レジストマスク Ｍ４、Ｍ５……窒化膜マスク Ｓ……内部空間 ＳＣ……スクリーン Ｘ……回動中心軸

Claims (12)

1. 光反射性を有する光反射部を備える板状の可動板と、
   光透過性を有する光透過窓を備え、前記可動板を回動可能に収容するパッケージとを有し、
   前記可動板を回動させることにより、前記光透過窓から入射した光を前記光反射部により反射し、反射した光を走査するとともに前記光透過窓から出射するように構成された光スキャナであって、
   前記光透過窓から入射する入射光のうち、前記光透過窓により反射された光が、前記光反射部により反射された光の走査領域に侵入することを防止する遮蔽部を有し、
   前記遮蔽部は、壁状をなし、前記可動板の平面視にて、前記入射光が前記光透過窓を通過する領域と、前記出射光が前記光透過窓を通過する領域との間に設けられており、前記入射光側の側壁および前記出射光側の側壁が、それぞれ、非駆動状態の前記可動板の厚さ方向に対して、前記入射光側に傾いていることを特徴とする光スキャナ。
2. 前記遮蔽部は、前記可動板の回動中心軸Ｘと平行な方向に延在する請求項１に記載の光スキャナ。
3. 前記遮蔽部は、前記可動板の回動中心軸Ｘに対して直交する方向に延在する請求項１に記載の光スキャナ。
4. 前記遮蔽部の側壁のうち、少なくとも前記入射光側の側壁には、光吸収性を有する光吸収膜が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の光スキャナ。
5. 前記遮蔽部は、シリコンを主材料として構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の光スキャナ。
6. 前記遮蔽部の前記入射光側の側壁および前記出射光側の側壁は、それぞれ、面方位＜１１１＞面で構成されている請求項５に記載の光スキャナ。
7. 前記遮蔽部は、前記光透過窓の前記可動板と反対側の面上に設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載の光スキャナ。
8. 前記遮蔽部は、前記パッケージの一部を構成している請求項１ないし７のいずれかに記載の光スキャナ。
9. 板状をなし、所定距離離間した一対の貫通孔が形成された基板を有し、
   前記遮蔽部は、前記基板の前記一対の貫通孔の間に位置する領域で構成されている請求項１ないし８のいずれかに記載の光スキャナ。
10. 前記一対の貫通孔のうちの一方は、その横断面積が前記基板の一方の面側から他方の面側に向けて漸減するテーパ状をなしており、他方の貫通孔は、その横断面積が前記基板の前記一方の面側から前記他方の面側に向けて漸増するテーパ状をなしている請求項９に記載の光スキャナ。
11. 前記光透過窓は、板状をなし、前記可動板の非駆動状態にて、前記可動板と平行である請求項１ないし１０のいずれかに記載の光スキャナ。
12. 光反射性を有する光反射部を備える板状の可動板と、
    光透過性を有する光透過窓を備え、前記可動板を回動可能に収容するパッケージとを有し、
    前記可動板を回動させることにより、前記光透過窓から入射した光を前記光反射部により反射し、反射した光を走査するとともに前記光透過窓から出射するように構成された光スキャナを有する画像形成装置であって、
    前記光透過窓から入射する入射光のうち、前記光透過窓により反射された光が、前記光反射部により反射された光の走査領域に侵入することを防止する遮蔽部を有し、
    前記遮蔽部は、壁状をなし、前記可動板の平面視にて、前記入射光が前記光透過窓を通過する領域と、前記出射光が前記光透過窓を通過する領域との間に設けられており、前記入射光側の側壁および前記出射光側の側壁が、それぞれ、非駆動状態の前記可動板の厚さ方向に対して、前記入射光側に傾いている光スキャナを備えることを特徴とする画像形成装置。

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