JP2007256554A - Ｍｅｍｓデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、反りの発生が抑えられ、且つ、平坦度が高いミラーを備えたＭＥＭＳデバイスを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係るＭＥＭＳデバイス１０は、第１基板１１と、第１基板の周囲に配置された環状の第２基板１２と、第２基板の周囲に配置されたフレーム１３と、第１基板と第２基板とを連結し、第１基板を第２基板に対して揺動可能に支持する第１ヒンジ部１４と、第２基板とフレームとを連結し、第１ヒンジ部の揺動の中心軸と同一直線状に中心軸が位置するように、第２基板をフレームに対して揺動可能に支持する第２ヒンジ部１５と、第１基板及び第２基板の揺動の中心軸と平行な部分を有する第２基板に形成された駆動用配線１６と、第２基板の外側における第１基板及び第２基板の揺動の中心軸に対して直交方向の位置に配置され、第１基板及び第２基板の揺動の中心軸に対して直交方向の磁界を発生させる磁界発生手段１７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気力を用いてマイクロミラー等が形成される基板を揺動させるように構成されたＭＥＭＳデバイスに関する。

近年、レーザ光を用いたプリンタ、複写機、プロジェクタ等の画像形成装置を構成する種々の装置において、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術により製造されたＭＥＭＳデバイスが普及している。ＭＥＭＳ技術とは、シリコンなどの半導体製造プロセス等における技術を応用して種々の機械要素の小型化等を実現するための技術である。画像形成装置に用いられるＭＥＭＳデバイスとして、例えば、特許文献１に提案されているような、レーザ光の反射方向を変動させて、レーザ光を走査するプレーナ型光走査装置を挙げることができる。

このプレーナ型光走査装置は、特許文献１の図１に示すように、トーションバーに軸支された可動板１２の表面に形成されたミラー１４と、当該可動板１２の裏面に形成された駆動コイル１５と、可動板１２の裏面において、当該駆動コイル１５を横切る方向に磁界を発生させる永久磁石１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂとを備える。駆動コイル１５に電流を流すと、電流が磁界と直交する向きに流れることで、可動板１２に磁気力が作用して、可動板１２がトーションバーを中心に回動する。駆動コイル１５に流す電流を交流電流とすると、電流の向きが周期的に変化することで、可動板１２に作用する磁気力の向きも周期的に変化する。これにより、可動板１２は所定の振れ角（揺動する角度範囲）で揺動する。このように、可動板１２が所定の振れ角で揺動することで、特許文献１のプレーナ型光走査装置は、ミラー１４に入射したレーザ光の反射方向を逐次変動させて、レーザ光の走査を行う。

しかしながら、駆動コイル１５に電流が流れると、駆動コイル１５が発熱し、当該発熱によって可動体１２及びミラー１４がバイメタル効果等によって反る恐れがある。ミラー１４に反りが発生すると、レーザ光を正常な方向に反射できなくなり、そのため、ミラー１４が反る恐れのあるプレーナ型光走査装置をレーザ光の走査に用いることは余り好ましくない。

反りを防止する技術として、例えば、特許文献２に提案されている技術を挙げることができる。特許文献２の技術は、特許文献２の図１に示す可動板１（特許文献１の可動板１２に相当する部材）の両面に反射ミラー３Ａ、３Ｂ（特許文献１のミラー１４に相当する部材）と薄膜コイル２Ａ、２Ｂ（特許文献１の駆動コイル１５に相当する部材）とを形成して、可動板１の両面に同じように熱を発生させることで、可動板１及び反射ミラー３Ａ、３Ｂの反りを防止するものである。
特開２０００−２４９９６４号公報 特開２００４−２６４６８４号公報

しかしながら、同一部材（特許文献２においては可動板１）上に反射ミラー３Ａ、３Ｂと薄膜コイル２Ａ、２Ｂとを設けると、反射ミラー３Ａ、３Ｂを形成するプロセスが複雑となる分、反射ミラー３Ａ、３Ｂの平坦度が悪化する。例えば、画像形成装置におけるレーザ光の走査に用いるミラーの場合、反射ミラー３Ａ、３Ｂに要求される平坦度は、レーザ光の波長の１／４以下である。レーザ光の波長は、一般的に７８０〜６３０ｎｍであり、よって、画像形成装置におけるレーザ光の走査に用いるミラーには、非常に高い平坦度が要求される。従って、特許文献２の技術を採用した場合、このような平坦度を満たした反射ミラー３Ａ、３Ｂを製造することは技術的に困難である。

本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、反りの発生が抑えられ、且つ、平坦度が高いミラーを備え、画像形成装置等におけるレーザ光の走査に適したＭＥＭＳデバイスを提供することを課題とする。

前記課題を解決するべく、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載の如く、第１基板と、前記第１基板の周囲に配置された環状の第２基板と、前記第２基板の周囲に配置されたフレームと、前記第１基板と前記第２基板とを連結し、前記第１基板を前記第２基板に対して揺動可能に支持する第１ヒンジ部と、前記第２基板と前記フレームとを連結し、前記第１ヒンジ部の揺動の中心軸と同一直線状に中心軸が位置するように、前記第２基板を前記フレームに対して揺動可能に支持する第２ヒンジ部と、前記第１基板及び前記第２基板の揺動の中心軸と平行な部分を有する前記第２基板に形成された駆動用配線と、前記第２基板の外側における前記第１基板及び前記第２基板の揺動の中心軸に対して直交方向の位置に配置され、前記第１基板及び前記第２基板の揺動の中心軸に対して直交方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備えたことを特徴とするＭＥＭＳデバイスを提供する。

本発明に係るＭＥＭＳデバイスは、第１基板の周囲に配置された環状の第２基板と、第２基板の周囲に配置されたフレームとを備え、第２基板は、第２ヒンジ部を介してフレームに揺動可能に支持されている。第２基板には、駆動用配線が形成されており、第２基板の外側における第２基板の揺動の中心軸（以下、単に、「中心軸」という場合がある）に対して直交方向の位置には、磁界発生手段が配置されている。駆動用配線は、中心軸と平行な部分を有し、磁界発生手段は、中心軸と直交方向の磁界を発生させる。このように、駆動用配線の中心軸と平行な部分が磁界の向きと直交するため、駆動用配線に電流を流すと、駆動用配線の周囲に磁気力が生じる。この磁気力により、フレームに揺動可能に支持された第２基板は、第２ヒンジ部の弾性力に抗しながら回動する。従って、駆動用配線に交流電流を流すと、電流の向きが周期的に変化し、磁気力の向きが交互に変化するため、第２基板は、所定の振れ角で揺動する。

このように揺動する第２基板は、上述のように、第１基板の周囲に配置され、第１ヒンジ部によって当該第１基板を揺動可能に支持している。第１基板と第２基板とは、それぞれの揺動の中心軸が同一直線状に位置するように、第１基板が第１ヒンジ部に、第２基板が第２ヒンジ部に支持されている。第１基板と第２基板との揺動の中心軸が同一直線状に位置するため、第２基板が揺動すると、第１基板も第１ヒンジ部の弾性力に抗して揺動する。よって、第１基板の表面にミラーを形成すると、第１基板の揺動によりレーザ光の走査を行うことが可能である。

上述のように、本発明に係るＭＥＭＳデバイスは、第１基板と第２基板とは、第１ヒンジ部を介して連結されているため、駆動用配線に交流電流が流れて駆動用配線が発熱しても、第１基板にその熱が殆ど伝わらない構成とされている。従って、第１基板の表面にミラーを形成しても、第１基板とミラーとがバイメタル効果によって反ることがほぼ完全に抑えられる。また、駆動用配線が第２基板に形成されているので、第１基板にミラーを形成すると、ミラーと駆動用配線とが同一部材に形成されないため、ミラーの形成のプロセスが複雑となることが防がれる。よって、本発明に係るＭＥＭＳデバイスにおいては、平坦度の高いミラーを形成することが可能である。

以上のように、本発明によれば、反りの発生が抑えられ、且つ、平坦度が高いミラーを備え、画像形成装置等におけるレーザ光の走査に適したＭＥＭＳデバイスを提供することができる。

好ましくは、本発明に係るＭＥＭＳデバイスは、特許請求の範囲の請求項２に記載の如く、前記第２基板は、一方の面と他方の面とを通電させるスルーホールが２箇所に設けられ、前記駆動用配線は、前記第２基板の一方の面に形成された第１部分と、他方の面に形成された第２部分とを具備し、前記第１部分は、一端部が一方のスルーホールに接続され、他方のスルーホールが外側に位置するように、当該一端部を内側端部とした渦状に形成され、前記第２部分は、両方のスルーホールを接続するように形成され、さらに、前記第１部分の他端部と前記他方のスルーホールの前記第２基板の一方の面側とが電源に接続されている構成とされる。

かかる好ましい構成においては、前記駆動用配線は、前記第２基板の一方の面に形成された第１部分と、他方の面に形成された第２部分とを具備している。そして、第１部分は、一端部が一方のスルーホールに接続され、他方のスルーホールが外側に位置するように、当該一端部を内側端部とした渦状に形成されており、他端部が電源に接続されている。このスルーホールは、一方の面と他方の面とを導通させるためのものである。また、第２部分は、一方のスルーホールと他方のスルーホールとを第２基板の他方の面において接続するように形成されており、一方のスルーホールを介して第１部分と接続されている。さらに、第２部分に接続される他方のスルーホールの第２基板の一方の面側は、電源と接続されており、従って、第２部分は、他方のスルーホールを介して電源と接続されている。よって、かかる好ましい構成においては、第１部分の他端部が電源に接続され、この第１部分と接続された第２部分が、他方のスルーホールを介して電源と接続されているため、駆動用配線は、電源から供給される電流を流すことができる。

このように駆動用配線を形成し、他方のスルーホールを電源と接続すると、第２基板の一方の面に渦状に複数回巻かれた状態に第１部分が形成されても、駆動用配線を重ねて短絡させることなく、駆動用配線の両端を電源に接続して、電流を流すことができる。かかる好ましい構成のように、第２基板上において駆動用配線を複数回巻かれた状態に形成することで、同一方向に流れる電流が増大するため、駆動用配線に流れる交流電流が小さい場合であっても、大きな磁気力を発生させることができる。よって、かかる好ましい構成においては、少ない電力で第１の基板を揺動させることができる。

また、好ましくは、本発明に係るＭＥＭＳデバイスは、特許請求の範囲の請求項３に記載の如く、前記第１基板の何れか一方の面に磁性膜が設けられる構成とされる。

かかる好ましい構成のように第１基板に磁性膜を設けると、上述のように磁界発生手段によって、第１基板の揺動の中心軸と直交する方向の磁界が発生しているため、第１基板が揺動すると、磁性膜は、磁界発生手段が発生させる磁界を横断することになる。そうすると、磁性膜によって横断された部分においては、一方の磁界発生手段から発生した磁力線が、磁性膜に沿って、磁性膜の反対側の端部に向いた方向となり、磁性膜の反対側の端部に磁力線が集中し、磁性膜の反対側の端部と他方の磁界発生手段との間においては磁束密度が高い状態となる。上述のように、第１基板と第2基板との揺動の中心軸が同一直線状にあると、第１基板と第２基板とが同一の周波数及び同一の位相で揺動するので、第2基板に形成された駆動用配線は、磁性膜の反対側の端部と他方の磁界発生手段との間、または、その間の近傍に位置する。よって、駆動用配線が磁束密度の高い位置に位置するため、かかる好ましい構成によれば、少ない電力で大きな磁性力を発生させることができるので、少ない電力で第１の基板を揺動させることができる。

以上のように、本発明によれば、反りの発生が抑えられ、且つ、平坦度が高いミラーを備え、画像形成装置等におけるレーザ光の走査に適したＭＥＭＳデバイスを提供することを目的とすることが可能である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係るＭＥＭＳデバイスの一実施形態について説明する。図１は、一実施形態に係るＭＥＭＳデバイスが用いられたレーザ光走査装置の概略構成図である。図１に示すように、本実施形態に係るレーザ光走査装置１００は、ＭＥＭＳアクチュエータ１と、後述するようにＭＥＭＳアクチュエータ１が具備するマイクロミラーに向けてレーザ光Ｌを出射するレーザ光源（本実施形態ではレーザダイオード）２とを備えている。その他、本実施形態に係るレーザ光走査装置１００は、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌを平行光にするためのコリメータレンズ３と、前記マイクロミラーにおけるレーザ光の反射光Ｌ’を感光ドラムＰ上で結像させるためのｆθレンズ４及び固定ミラー５を備えている。以上の構成を有するレーザ光走査装置１００において、ＭＥＭＳアクチュエータ１が具備するマイクロミラーを揺動させることにより、レーザ光源２から出射したレーザ光Ｌの反射光Ｌ’がレーザプリンタ等の感光ドラムＰでプリント幅分だけ走査されることになる。

ＭＥＭＳアクチュエータ１は、マイクロミラーを備えるＭＥＭＳデバイス１０と、ＭＥＭＳデバイス１０が実装されるパッケージ基板と、マイクロミラーを揺動させる交流電源３０とを備えている。

以下、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０を詳述する。図２は、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０の概略構成図であり、図２（ａ）は平面図を示し、図２（ｂ）はＣ―Ｃ端面図を示す。図２に示すように、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０は、第１基板１１と、第２基板１２と、フレーム１３と、第１ヒンジ部１４と、第２ヒンジ部１５と、駆動用配線１６と、磁界発生手段１７と、磁性膜１９とを備えている。

図２に示すように、第１基板１１は、ＭＥＭＳデバイス１０の中央に配置されている。かかる第１基板１１は、矩形状に形成されており、一方の面には、アルミ蒸着等によってマイクロミラー１８が形成されている。第２基板１２は、環状に形成され、第１基板１１との間に空隙をおいて、第１基板１１を囲繞するように、第１基板１１の周囲に配置されている。第１基板１１と第２基板１２とは、２つの第１ヒンジ部１４によって連結されており、第１基板１１は、２つの第１ヒンジ部１４によって第２基板１２に対して揺動可能に支持されている。２つの第１ヒンジ部１４は、同一直線状に位置するように、それぞれの一端部は、第１基板１１の外縁部の対向する位置に接続されており、それぞれの他端部は、第２基板１２の内縁部の対向する位置に接続されている。

フレーム１３は、環状に形成され、第２基板１２との間に空隙をおいて、第２基板１２を囲繞するように、第２基板１２の周囲に配置されている。第２基板１２とフレーム１３とは、２つの第２ヒンジ部１５によって連結されており、第２基板１２は、２つの第２ヒンジ部１５によってフレーム１３に対して揺動可能に支持されている。第１基板１１と第２基板１２との揺動の中心軸Ａが同一直線状に位置するように、２つの第２ヒンジ部１５は、２つの第１ヒンジ部１４と同一直線状に位置するように配置されている。２つのそれぞれの第２ヒンジ部１５の一端部は、第２基板１２の外縁部の対向する位置に接続されており、それぞれの他端部は、フレーム１３の内縁部の対向する位置に接続されている。

駆動用配線１６は、第２基板１２の一方の面において、第１基板１１を囲繞するように環状に形成されており、図２（ａ）に示すように、第２基板１２の中心軸Ａの両側において、中心軸Ａと平行に形成されている部分を有している。駆動用配線１６の両端部は、第２ヒンジ部１５を介して、フレーム１３の外側に引き出されている。

駆動用配線１６は、第２基板１２の駆動用配線１６を形成する部分以外にレジストを塗布し、第２基板１２を無電解めっきして、駆動用配線１６を形成する部分に銅膜等を形成し、その後レジストを除去することで、形成することができる。

磁性膜１９は、第１基板１１のマイクロミラー１８が形成された面と反対面に設けられている。

磁界発生手段１７は、ベース基板３０に配置されている。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、このベース基板３０は、上記したパッケージ基板２０の両外側に配置される基板である。この磁界発生手段１７によって、磁界発生手段１７の間には、図２に示す矢印Ｘ方向の磁界が発生している。磁界発生手段１７には、例えば永久磁石を用いることができる。永久磁石を用いる場合、Ｓ極とＮ極とが対向するようにそれぞれのベース基板２３に永久磁石を配置する。

このようなベース基板３０の間に配置されるパッケージ基板２０に、揺動ユニット１０Ａ（第１基板１１、第２基板１２、フレーム１３、第１ヒンジ部１４、第２ヒンジ部１５、駆動用配線１６が一体的に形成されたもの）が実装される。図３は、パッケージ基板２０の平面図である。図３に示すように、パッケージ基板２０は、中央に矩形状の開口部２１が形成されている。パッケージ基板２０への揺動ユニット１０Ａの実装は、中心軸Ａの向きが、磁界発生手段１７が発生させる磁界の向きと直交するように向けられ（図２（ａ）参照）、さらに、開口部２１の上方に第１基板１１と第２基板１２とが位置した状態で開口部２１の周囲にフレーム１３が固定されることで行なわれる（図２（ｂ）参照）。このように、第１基板１１と第２基板１２とが開口部２１の上方に位置することで、第１基板１１と第２基板１２とが揺動しても、第１基板１１と第２基板１２とがパッケージ基板２０と衝突して、これらの揺動が妨げられることが回避されている。

また、パッケージ基板２０には、導電パターン２２が形成されており、当該導電パターン２２は、図１に示す交流電源３０に接続されている。この導電パターン２２には、フレーム１３の外側に引き出された駆動用配線１６の両端部が接着され、これにより駆動用配線１６が交流電源３０から交流電流の供給を受けることが可能になっている。駆動用配線１６の両端部と導電性パターン２２との接着には、例えば導電性接着材を用いることができる。なお、揺動部材１０Ａをパッケージ基板２０へ実装する際に、これらの位置決めを容易にできるように、例えばフレーム１３とパッケージ基板２０の開口部２１の周囲とに互いに嵌合する凹凸を形成してもよい。

以上のようにパッケージ基板２０に実装されたＭＥＭＳデバイス１０の駆動用配線１６に交流電源３０によって交流電圧が印加されて、駆動用配線１６に交流電流が流れると、駆動用配線１６の中心軸Ａと平行に形成された部分において、中心軸Ａと平行に電流が流れる。上述のように、中心軸Ａが、磁界発生手段１７が発生させる磁界の向きと直交するように揺動ユニット１０Ａが実装されているため、駆動用配線１６の中心軸Ａと平行に形成された部分においては、電流と、磁界の向きが直交し、図２（ｂ）に示す矢印Ｚ方向の磁気力が発生する。駆動用配線１６に流れる電流は交流電流であるため、前記磁気力は向きが周期的に変化する。従って、磁気力の向きの変化によって、フレーム１３に揺動可能に支持された第２基板１２が第２ヒンジ部１５の弾性力に抗しながら揺動する。第２基板１２が揺動すると、第２基板１２と第１基板１１との揺動の中心軸が同一直線状に位置するように第１基板１１と第２基板１２とが支持されているので、第１基板１１も第１ヒンジ部の弾性力に抗して揺動する。

また、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０は、第１基板１１に磁性膜１９が設けられているため、第１基板１１が揺動すると、磁性膜１９は、磁界発生手段１７が発生させる磁界を横断することになる。磁性膜１９が磁界を横断したときの磁界の様子を磁力線を用いて描くと、図４に示すように、磁界の磁性膜１９に横切られた部分においては、磁力線が、磁性膜１９に沿って、磁性膜１９の反対側の端部に向いた方向となり、磁性膜１９の反対側の端部に磁力線が集中し、磁性膜１９の反対側の端部と磁界発生手段１７との間においては磁束密度が高い状態となる。本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０においては、第１基板１１と第２基板１２との揺動の中心軸が同一直線状に位置しており、第１基板１１と第２基板１２とが同一の周波数及び同一の位相で揺動する。よって、第２基板１２に形成された駆動用配線１６は、磁性膜１９の反対側の端部と磁界発生手段１７との間、または、この間の近傍に位置するため、駆動用配線１６は磁束密度の高い位置に位置する。従って、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０においては、少ない電力で大きな磁性力を発生させることができるので、少ない電力で第１の基板１１を揺動させることができる。

第１基板が揺動することによって、第１基板に形成されたマイクロミラー１８が揺動するため、レーザ光源２から出射されたレーザ光Ｌの反射方向が逐次変動し、レーザ光Ｌの反射光Ｌ’によって感光ドラムＰが、プリント幅分だけ走査されることになる。

以上のように、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０によれば、駆動用配線１６が形成される第２基板１２が、第１ヒンジ部１４を介してマイクロミラー１８が形成される第１基板１１に連結されているため、駆動用配線１６に交流電流が流れて駆動用配線１６が発熱しても、第１基板１１に熱が殆ど伝わらない構成とされている。従って、第１基板１１と、第１基板１１の表面に形成されるマイクロミラー１８とがバイメタル効果によって反ることが防止される。

また、第１基板にマイクロミラー１８が、第２基板１２に駆動用配線１６が形成されるため、同一部材にマイクロミラー１８と駆動用配線１６とが形成されないので、マイクロミラー１８の形成のプロセスが複雑となることが防がれる。よって、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０においては、平坦度の高いマイクロミラー１８を形成することが可能である。以上のように、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０においては、マイクロミラー１８の反りの発生が抑えられ、且つ、平坦度の高いマイクロミラー１８を実装することができる。

また、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０は、第１基板１１と第２基板１２とフレーム１３とが、第１ヒンジ部１４と第２ヒンジ部１５とによって連結されて一体物として形成されている。よって、フレーム１３をパッケージ基板２０に固定して、揺動ユニット１０Ａをパッケージ基板２０に実装する際に、第１基板１１と第２基板１２とをフレーム１３に支持するための部材を別途必要としないため、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０は、低コストで提供することができる。さらに、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０は、第１基板１１と、第２基板１２と、フレーム１３と、第１ヒンジ部１４と、第２ヒンジ部１５と、磁界発生手段１７とが２次元的に配置されているので、嵩張ることもない。

また、本実施形態に係るＭＥＭＳデバイス１０においては、第１基板１１と第２基板１２との振れ角は、第１ヒンジ部１４と第２ヒンジ部１５とのばね定数を調整することによって個別に調整することができる。第１基板１１の振れ角は、プリント幅の走査が可能な大きさとしなければならないが、第２基板１２の振れ角の大きさについてはこのような制限がない。振れ角について制限のない第２基板１２の振れ角を小さくすると、第２ヒンジ部１５を介してフレーム１３の外側に引き出された駆動用配線１６の疲労を少なくでき、駆動用配線１６の製品寿命を長くすることができる。

なお、本実施形態では、磁界発生手段１７は、パッケージ基板２０に配置されているが、パッケージ基板２０に配置することに代えて、フレーム１３の中心軸Ａに対して直交方向の両側の位置に配置してもよい。

以下において、揺動ユニット１０Ａの変形例を説明する。図５は、当該変形例の平面図である。なお、図５においては、上記で説明した一実施形態と同一の部材については同一の符号を付している。

図５に示すように、本変形例においては、第１ヒンジ部１４が４本設けられており、各第１ヒンジ部１４は、略Ｓ字の曲線状に形成されている。第１ヒンジ部１４は、第１基板１１の外周縁のうち、対向する２辺のそれぞれに、２つ接続されている。各第１ヒンジ部１４の第１基板１１と接続された端部と反対側の端部は、第２基板１２の内周縁の対向する２辺に接続されている。また、第２ヒンジ部１５も４本設けられており、各第２ヒンジ部１５も、略Ｓ字の曲線状に形成されている。第２ヒンジ部１５は、第２基板１２の外周縁のうち、対向する２辺のそれぞれに、２つ接続されている。各第２ヒンジ部１５の第２基板１２と接続された端部と反対側の端部は、フレーム１３の内周縁の対向する２辺に接続されている。

本変形例においては、上述した４本の第１ヒンジ部１４と第２ヒンジ部１５とによって第１基板１１と第２基板１２との揺動の中心軸Ａが同一直線状に位置するように、第１基板１１と第２基板１２とが支持されている。

さらに、本変形例においては、第２基板１２には、スルーホール１２ａ、１２ｂが２箇所に形成され、フレーム１３の一方の面に導電パターン１３ａ、１３ｂが形成されている。スルーホール１２ａ、１２ｂは、第２基板１２の一方の面と他方の面とを導通させるために形成されたものである。スルーホール１２ａ、１２ｂは、例えば、第２基板１２の一方の面から他方の面に貫通する貫通孔を穿孔し、当該貫通孔を形成する第２基板１２の内壁に導電性部材を塗布して形成することができる。一方、導電パターン１３ａ、１３ｂは、それぞれ交流電源３０と接続されている。

スルーホール１２ａ、１２ｂが形成された第２基板１２には、駆動用配線１６が、一方の面と他方の面との両面に形成されている。駆動用配線１６の第２基板１２の一方の面に形成される第１部分１６ａは、一端部が一方のスルーホール１２ａに接続され、他方のスルーホール１２ｂが外側に位置するように、当該一端部を内側端部とした渦状に複数回巻かれた状態に形成されており、他端部が導電パターン１３ａに接続されている。また、図５の点線で示すように、駆動用配線１６の第２基板１２の他方の面に形成される第２部分１６ｂは、一方のスルーホール１２ａと他方のスルーホール１２ｂとを接続するように形成されており、一方のスルーホール１２ａを介して駆動用配線１６の第１部分１６ａと接続されている。第２部分１６ｂに接続される他方のスルーホール１２ｂの第２基板１２の一方の面側は、配線１６ｃによって導電パターン１３ｂと接続されており、第２部分１６ｂは、他方のスルーホール１２ｂ及び配線１６ｃを介して導電パターン１３ｂと接続されている。

従って、本変形例においては、第１部分１６ａの他端部が導電パターン１３ａに接続され、この第１部分１６ａと接続された第２部分１６ｂが、他方のスルーホール１２ｂ及び配線１６ｃを介して導電パターン１３ｂと接続されているため、駆動用配線１６は、交流電源３０から供給される電流を流すことができる。

このように駆動用配線１６を形成すると、第２基板１２の一方の面に渦状に複数回巻かれた状態に第１部分１６ａが形成されても、駆動用配線１６を重ねて短絡させることなく、駆動用配線１６を導電導電パターン１３ａ、１３ｂに接続することができる。本変形例のように、第２基板１２の一方の面に渦状に複数回巻かれた状態に第１部分１６ａを形成し、駆動用配線１６を短絡させることなく導電パターン１３ａ、１３ｂに接続させると、第２基板１２上において同一方向に流れる電流が増大する。従って、中心軸Ａと平行方向に流れる電流が増大し、当該電流が増大することで、当該電流と磁界発生手段１７が発生させる磁界とによって生じる磁気力を大きくすることができる。よって、本変形例においては、交流電源３０が供給する交流電流を増大させること無く、大きな磁気力を発生させることができ、少ない電力でマイクロミラー１８を揺動させることができる。

なお、本変形例においては、導電パターン１３ａ、１３ｂがフレーム１３に形成されているため、本変形例を実装するパッケージ基板２０には、導電パターン２２を形成する必要はない。もちろん、本変形例において、導電パターンをフレーム１３に形成することは必須でなく、フレーム１３に代えて、上記実施形態と同様に、パッケージ基板２０に形成してもよい。

また、本変形例のように、駆動用配線１６の第１部分１６ａを複数回渦状に巻いて、少ない電力でマイクロミラー１８を揺動させる構成については、図２に示すような構成の揺動ユニット１０Ａにおいても実現することができる。具体的には、図２に示す第２基板１２にスルーホール１２ａ、１２ｂを２箇所に設け、駆動用配線１６を本変形例のように形成することで、実現することができる。

さらに、本変形例においても、駆動用配線１６は、第２基板１２の駆動用配線１６を形成する部分以外にレジストを塗布し、第２基板１２を無電解めっきして、駆動用配線１６を形成する部分に銅膜等を形成し、その後レジストを除去することで、形成することができる。また、この方法でスルーホール１２ａ、１２ｂも駆動用配線１６と同時に形成することが出来る。具体的には、第２基板１２のスルーホール１２ａ、１２ｂを形成する部分に貫通孔を穿孔し、駆動用配線１６を形成する部分と貫通孔の周囲の部分とを除いた部分にレジストを塗布し、第２基板１２を無電解めっきして、駆動用配線１６を形成する部分と貫通孔とに銅膜等を形成し、その後レジストを除去することで、形成することができる。

図１は、一実施形態に係るＭＥＭＳデバイスが用いられたレーザ光走査装置の概略構成図である。 図２は、一実施形態に係るＭＥＭＳデバイスの概略構成図であり、図２（ａ）は平面図を示し、図２（ｂ）はＣ―Ｃ端面図を示す。 図３は、本実施形態に係るパッケージ基板の平面図である。 図４は、磁力線を用いて磁界の様子を表した図である。 図５は、揺動ユニットの変形例の平面図である。

符号の説明

１ ＭＥＭＳアクチュエータ
１０ ＭＥＭＳデバイス
１１ 第１基板
１２ 第２基板
１２ａ、１２ｂ スルーホール
１３ フレーム
１４ 第１ヒンジ部
１５ 第２ヒンジ部
１６ 駆動用配線
１６ａ 第１部分
１６ｂ 第２部分
１７ 磁界発生手段
１８ マイクロミラー
１９ 磁性膜
１０Ａ 揺動ユニット
１００ レーザ光走査装置
２０ パッケージ基板
３０ 交流電源

Claims (3)

1. 第１基板と、
   前記第１基板の周囲に配置された環状の第２基板と、
   前記第２基板の周囲に配置されたフレームと、
   前記第１基板と前記第２基板とを連結し、前記第１基板を前記第２基板に対して揺動可能に支持する第１ヒンジ部と、
   前記第２基板と前記フレームとを連結し、前記第１ヒンジ部の揺動の中心軸と同一直線状に中心軸が位置するように、前記第２基板を前記フレームに対して揺動可能に支持する第２ヒンジ部と、
   前記第１基板及び前記第２基板の揺動の中心軸と平行な部分を有する前記第２基板に形成された駆動用配線と、
   前記第２基板の外側における前記第１基板及び前記第２基板の揺動の中心軸に対して直交方向の位置に配置され、前記第１基板及び前記第２基板の揺動の中心軸に対して直交方向の磁界を発生させる磁界発生手段とを備えたことを特徴とするＭＥＭＳデバイス。
2. 前記第２基板は、一方の面と他方の面とを通電させるスルーホールが２箇所に設けられ、
   前記駆動用配線は、前記第２基板の一方の面に形成された第１部分と、他方の面に形成された第２部分とを具備し、
   前記第１部分は、一端部が一方のスルーホールに接続され、他方のスルーホールが外側に位置するように、当該一端部を内側端部とした渦状に形成され、
   前記第２部分は、両方のスルーホールを接続するように形成され、
   さらに、前記第１部分の他端部と前記他方のスルーホールの前記第２基板の一方の面側とが電源に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＭＥＭＳデバイス。
3. 前記第１基板の何れか一方の面に磁性膜が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＭＥＭＳデバイス。

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