JP2009251143A - アクチュエータ、画像形成装置及びアクチュエータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な方法で製造されうるアクチュエータ及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【解決手段】本発明のアクチュエータは、基板に形成された平板状の可動板(21)と、可動
板(21)の両端を基板に回動可能に支持する一対のトーションバー(24)と、可動板(21)の表
面に形成される反射膜(22)と、可動板の裏面に形成されるコイル(23)と、可動板(21)の一
部に形成されて該可動板(21)の表裏面を貫通する貫通孔部(31)とを備え、可動板(21)とト
ーションバー(24)の表面に形成される導電性膜によって反射膜(22)が形成され、該導電性
反射膜(22)とコイル(23)の一端とが貫通孔部(31)で接続され、該コイル(23)の他端がトー
ションバー(34)の裏面に延在する(28)。
【選択図】図1
的とする。
【解決手段】本発明のアクチュエータは、基板に形成された平板状の可動板(21)と、可動
板(21)の両端を基板に回動可能に支持する一対のトーションバー(24)と、可動板(21)の表
面に形成される反射膜(22)と、可動板の裏面に形成されるコイル(23)と、可動板(21)の一
部に形成されて該可動板(21)の表裏面を貫通する貫通孔部(31)とを備え、可動板(21)とト
ーションバー(24)の表面に形成される導電性膜によって反射膜(22)が形成され、該導電性
反射膜(22)とコイル(23)の一端とが貫通孔部(31)で接続され、該コイル(23)の他端がトー
ションバー(34)の裏面に延在する(28)。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば、光スキャナや画像形成装置などに使用される反射ミラーを駆動する
アクチュエータの改良に関するものである。
アクチュエータの改良に関するものである。
レーザ光を用いるディスプレイ、プリンタなどに応用される光スキャナは、画像などを
描画するために高速なスキャン動作が要求されている。この高速なスキャン動作を実現す
るために、高速で回転する回転ポリゴンミラーを用いるものや反射ミラーを回転振り子の
ようにある振れ角の範囲内で正逆に揺動(振動)させるガルバノミラーを用いるものが使
用されているが、小型化や高速性化という点で限界がある。そこで、MEMS(Micro El
ectro Mechanical System)技術により、シリコン(Si)基板を微細加工して製作され
る揺動(振動)ミラーを用いたガルバノミラーが提案されている。MEMSのガルバノミ
ラーは、静電力や電磁力を用いるアクチュエータによって駆動される。MEMSミラーは
高い共振周波数で振動するため、より高い解像度の描画が可能になる利点がある。
描画するために高速なスキャン動作が要求されている。この高速なスキャン動作を実現す
るために、高速で回転する回転ポリゴンミラーを用いるものや反射ミラーを回転振り子の
ようにある振れ角の範囲内で正逆に揺動(振動)させるガルバノミラーを用いるものが使
用されているが、小型化や高速性化という点で限界がある。そこで、MEMS(Micro El
ectro Mechanical System)技術により、シリコン(Si)基板を微細加工して製作され
る揺動(振動)ミラーを用いたガルバノミラーが提案されている。MEMSのガルバノミ
ラーは、静電力や電磁力を用いるアクチュエータによって駆動される。MEMSミラーは
高い共振周波数で振動するため、より高い解像度の描画が可能になる利点がある。
特許文献1には、MEMSによる微小可動ミラーを電磁力で駆動するようにしたアクチ
ュエータの一例が紹介されている。
特開平8−322227号公報
ュエータの一例が紹介されている。
電磁力を用いるMEMSのガルバノミラーのアクチュエータでは、磁場に配置される可
動板の中央部に反射ミラーを形成し、反射ミラーの外周に駆動コイル(可動コイル)を渦
巻き状に形成している。そして、可動板を支持するトーションバー上に設けた配線を介し
て外部から駆動コイルに電流を供給し、磁場と駆動コイル間に電磁力を生じさせる。
動板の中央部に反射ミラーを形成し、反射ミラーの外周に駆動コイル(可動コイル)を渦
巻き状に形成している。そして、可動板を支持するトーションバー上に設けた配線を介し
て外部から駆動コイルに電流を供給し、磁場と駆動コイル間に電磁力を生じさせる。
しかしながら、このようなアクチュエータの構成では、可動コイルの内周側端部と配線
とを接続するために、配線(引き出し配線)が可動コイルの線輪を横切る構成となるため
、微小な可動板上に形成される各部のパターンが複雑化し、また、製造プロセスの工数が
多くなっている。製造プロセスの工数が増えると、製造コストがかかり、生産性が下がる
だけでなく、可動部の質量がばらつく原因ともなる。
とを接続するために、配線(引き出し配線)が可動コイルの線輪を横切る構成となるため
、微小な可動板上に形成される各部のパターンが複雑化し、また、製造プロセスの工数が
多くなっている。製造プロセスの工数が増えると、製造コストがかかり、生産性が下がる
だけでなく、可動部の質量がばらつく原因ともなる。
よって、本発明はより簡易な方法で製造することを可能とするアクチュエータの構造及
びその製造方法を提供することを目的とする。
びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため本発明のアクチュエータは、基板に形成された平板状の可動板
と、上記可動板を上記基板に揺動(振動)可能に支持するトーションバーと、上記可動板
の表面に形成される反射膜と、上記可動板の裏面に形成されるコイルと、上記可動板の一
部に形成されて該可動板の表裏面を貫通する貫通孔部と、を備え、上記可動板と上記トー
ションバーの表面に形成された導電性膜によって上記反射膜が形成され、該導電性の反射
膜と上記コイルの一端とが上記貫通孔部で接続され、該コイルの他端が上記トーションバ
ーの裏面に延在する。
と、上記可動板を上記基板に揺動(振動)可能に支持するトーションバーと、上記可動板
の表面に形成される反射膜と、上記可動板の裏面に形成されるコイルと、上記可動板の一
部に形成されて該可動板の表裏面を貫通する貫通孔部と、を備え、上記可動板と上記トー
ションバーの表面に形成された導電性膜によって上記反射膜が形成され、該導電性の反射
膜と上記コイルの一端とが上記貫通孔部で接続され、該コイルの他端が上記トーションバ
ーの裏面に延在する。
かかる構成によれば、可動板をコイルとコイルを横切る引き出し配線との絶縁部として
使用するため、上述のように引き出し配線がコイルの巻線を横切る際にコイル導体との短
絡を防止する中間絶縁層を省略することができる。そのため、中間絶縁層を形成する製造
工程を省略することができ、製造プロセス工程が省略化でき、生産性が高くなる。
使用するため、上述のように引き出し配線がコイルの巻線を横切る際にコイル導体との短
絡を防止する中間絶縁層を省略することができる。そのため、中間絶縁層を形成する製造
工程を省略することができ、製造プロセス工程が省略化でき、生産性が高くなる。
上記トーションバーは一対設けられて上記可動板の両端を上記基板に揺動(振動)可能
に支持することが望ましい。1つのトーションバーで可動板を揺動(振動)可能に保持す
る場合に比べ、一対のトーションバーで可動板の両端を支持すると可動板の揺動回転の回
転軸が安定する。
に支持することが望ましい。1つのトーションバーで可動板を揺動(振動)可能に保持す
る場合に比べ、一対のトーションバーで可動板の両端を支持すると可動板の揺動回転の回
転軸が安定する。
上記貫通孔部が形成される位置を上記可動板の一部から上記トーションバーの一部に変
えても良い。このような構成でも、中間絶縁層を省略してコイルの一端に引き出し配線を
接続することができる。
えても良い。このような構成でも、中間絶縁層を省略してコイルの一端に引き出し配線を
接続することができる。
上記可動板にミラーとして形成される導電性膜及び上記トーションバーに形成される引
き出し配線が共にアルミニウム膜で形成されることが望ましい。それにより、ミラーと引
き出し配線が同時に形成され、また、アルミニウムは光の反射率が高くかつ高導電率であ
るので具合がよい。また、アルミニウムは銀、金などに比べて安価である利点がある。な
お、導電性の反射膜は、アルミニウムに限定されるものではない。
き出し配線が共にアルミニウム膜で形成されることが望ましい。それにより、ミラーと引
き出し配線が同時に形成され、また、アルミニウムは光の反射率が高くかつ高導電率であ
るので具合がよい。また、アルミニウムは銀、金などに比べて安価である利点がある。な
お、導電性の反射膜は、アルミニウムに限定されるものではない。
本発明のアクチュエータの製造方法は、可動板と支持体と該可動板を該支持体に揺動(
振動)可能に支持するトーションバーとを形成すべき基板の一面側の該可動板を形成すべ
き領域に螺旋状に巻回され、外側の一端部が上記トーションバーを形成すべき領域に延在
するコイルを形成する第1の工程と、上記基板の他面側からパターニングして、上記可動
板と、上記支持体と、上記トーションバーと、上記コイルの内側の他端部側を露出する貫
通孔とを形成する第2の工程と、上記可動板及び上記トーションバーの表面にそれぞれ上
記コイルと接続されたミラー及び引き出し配線を形成する第3の工程と、を含む。
振動)可能に支持するトーションバーとを形成すべき基板の一面側の該可動板を形成すべ
き領域に螺旋状に巻回され、外側の一端部が上記トーションバーを形成すべき領域に延在
するコイルを形成する第1の工程と、上記基板の他面側からパターニングして、上記可動
板と、上記支持体と、上記トーションバーと、上記コイルの内側の他端部側を露出する貫
通孔とを形成する第2の工程と、上記可動板及び上記トーションバーの表面にそれぞれ上
記コイルと接続されたミラー及び引き出し配線を形成する第3の工程と、を含む。
かかる構成とすることによって、基板を中間絶縁層として使用することができ、コイル
と引き出し配線間の中間絶縁層を省略することが可能となる。それにより、中間絶縁層の
形成工程を省略することができ、アクチュエータの製造工程数を減らすことができ、生産
性が高くなる。
と引き出し配線間の中間絶縁層を省略することが可能となる。それにより、中間絶縁層の
形成工程を省略することができ、アクチュエータの製造工程数を減らすことができ、生産
性が高くなる。
上記第1の工程において、上記トーションバーを一対形成して上記可動板の両端を上記
支持枠体に揺動(振動)可能に支持することが望ましい。それにより、揺動(振動)の中
心軸が安定する。
支持枠体に揺動(振動)可能に支持することが望ましい。それにより、揺動(振動)の中
心軸が安定する。
上記第2の工程において、上記貫通孔部が形成される位置を上記可動板の一部から上記
トーションバーの一部に変えても良い。かかる構成であっても、中間絶縁層を省略してコ
イルの一端に引き出し配線を接続することができる。
トーションバーの一部に変えても良い。かかる構成であっても、中間絶縁層を省略してコ
イルの一端に引き出し配線を接続することができる。
上記導電性膜がアルミニウム膜で形成されることが望ましい。導電性膜をアルミニウム
とすることにより、高光反射率かつ高導電率のミラーを形成することができる。また、銀
や金などに比べて安価であるという利点がある。
とすることにより、高光反射率かつ高導電率のミラーを形成することができる。また、銀
や金などに比べて安価であるという利点がある。
また、本発明の画像形成装置は上述した構成のアクチュエータを使用する光スキャナを
用いたことを特徴とする。
用いたことを特徴とする。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
まず、本願のアクチュエータを使用して走査光を形成する光スキャナを使用する画像形
成装置の例について説明する。
成装置の例について説明する。
(画像形成装置)
図9は、画像形成装置の一例であるプロジェクタを示している。プロジェクタは、R、
G、Bの画像信号で変調されたR、G、B光ビームを出力する光源装置911〜913と
、光ビーム合成装置92と、光スキャナ93及び94と、固定ミラー95とを備えている
。
図9は、画像形成装置の一例であるプロジェクタを示している。プロジェクタは、R、
G、Bの画像信号で変調されたR、G、B光ビームを出力する光源装置911〜913と
、光ビーム合成装置92と、光スキャナ93及び94と、固定ミラー95とを備えている
。
光ビーム合成置92は、光源装置911〜913それぞれから出射された3色の光ビー
ムを1つの光ビームに合成し、合成された光ビームを光スキャナ93に送り出す。合成光
ビームは光スキャナ93によって左右方向に走査する(主走査)の光ビームとなり、更に
、光スキャナ94によって垂直方向にも走査する(副走査)2次元走査の光ビームとなる
。この走査光ビームはさらに固定ミラー95によって反射され、スクリーンS上にカラー
画像を形成する。
ムを1つの光ビームに合成し、合成された光ビームを光スキャナ93に送り出す。合成光
ビームは光スキャナ93によって左右方向に走査する(主走査)の光ビームとなり、更に
、光スキャナ94によって垂直方向にも走査する(副走査)2次元走査の光ビームとなる
。この走査光ビームはさらに固定ミラー95によって反射され、スクリーンS上にカラー
画像を形成する。
副走査を行う光スキャナ94の回動速度は、主走査を行う光スキャナ93の回動速度に
対して低速である。例えば、副走査を行う光スキャナ94の揺動(振動)周波数が60H
z程度で、主走査を行う光スキャナ93の揺動(振動)周波数が10〜256kHz程度
である。
対して低速である。例えば、副走査を行う光スキャナ94の揺動(振動)周波数が60H
z程度で、主走査を行う光スキャナ93の揺動(振動)周波数が10〜256kHz程度
である。
なお、画像形成装置には、上述したレーザプロジェクタの他にレーザプリンタなど種々
のものがあり、実例に限定されない。また、光スキャナはバーコードリーダなどにも使用
されている。
のものがあり、実例に限定されない。また、光スキャナはバーコードリーダなどにも使用
されている。
(実施例)
次に、光スキャナなどに使用されるアクチュエータについて図1乃至図4を参照して説
明する。図1は本発明が適用されたアクチュエータの正面図(表面)であり、図2は、図
1のA−A'方向における断面を説明する断面図である。図3は、アクチュエータの背面
図(裏面)である。図4は、図3のB−B'方向における断面を説明する断面図である。
各図において対応する部分には同一符号を付している。
次に、光スキャナなどに使用されるアクチュエータについて図1乃至図4を参照して説
明する。図1は本発明が適用されたアクチュエータの正面図(表面)であり、図2は、図
1のA−A'方向における断面を説明する断面図である。図3は、アクチュエータの背面
図(裏面)である。図4は、図3のB−B'方向における断面を説明する断面図である。
各図において対応する部分には同一符号を付している。
図1乃至図4に示すように、アクチュエータは、概略、凹部空間が形成された基礎基板
10と、可動板21及びミラー(可動ミラー)22が形成された可動ミラー基板20とに
よって構成されている(図2参照)。
10と、可動板21及びミラー(可動ミラー)22が形成された可動ミラー基板20とに
よって構成されている(図2参照)。
基礎基板10は、例えば、ガラス基板やシリコン基板の中央部をエッチングすることに
より、あるいは両端部にスぺーサ部を形成することなどによって可動ミラー22が揺動(
振動)する凹部空間を形成している。基礎基板10の左右両側には、図示しない一対の永
久磁石が磁場形成手段として配置されてコイル23部分に静磁場を形成する。
より、あるいは両端部にスぺーサ部を形成することなどによって可動ミラー22が揺動(
振動)する凹部空間を形成している。基礎基板10の左右両側には、図示しない一対の永
久磁石が磁場形成手段として配置されてコイル23部分に静磁場を形成する。
可動ミラー基板20は、例えば、表面が絶縁処理されたシリコンの単結晶板(薄板)を
MEMSの微細加工技術を用いてパターニングすることによって形成され、裏面のコイル
23によって付勢される可動板21、可動板21の表面に形成されたミラー22、表面の
ミラー22と裏面のコイル23とを接続可能とする貫通孔31、可動板21の両端部に設
けられた一対のトーションバー(捻りばね)24、24、可動板21をトーションバーを
介して支持する支持枠固定部(支持体)25などが設けられている。
MEMSの微細加工技術を用いてパターニングすることによって形成され、裏面のコイル
23によって付勢される可動板21、可動板21の表面に形成されたミラー22、表面の
ミラー22と裏面のコイル23とを接続可能とする貫通孔31、可動板21の両端部に設
けられた一対のトーションバー(捻りばね)24、24、可動板21をトーションバーを
介して支持する支持枠固定部(支持体)25などが設けられている。
図1に示すように、上述した可動板21と左右のトーションバー24、24の表面には
例えば、アルミニウムを蒸着して一体形成された、ミラー22と幅広に形成された引き出
し配線26、27とがそれぞれ設けられている。引き出し配線26、27の支持枠固定部
25における領域は外部回路との接続端子となっている。
例えば、アルミニウムを蒸着して一体形成された、ミラー22と幅広に形成された引き出
し配線26、27とがそれぞれ設けられている。引き出し配線26、27の支持枠固定部
25における領域は外部回路との接続端子となっている。
可動板21の一部に設けられた貫通孔31の部分では、図2及び図4に示すように、ミ
ラー22の導電性反射膜は貫通孔31の壁面を通って裏面のコイル23と接続される。
ラー22の導電性反射膜は貫通孔31の壁面を通って裏面のコイル23と接続される。
図3に示されるように、コイル23は可動板21の裏面側の外周領域に螺旋状に形成さ
れている。貫通孔31は螺旋状コイル23の内側の導体端部に相当する部分に開孔されて
いる。コイル23の内周側の一端は貫通孔31を介してミラーに22に接続され、上述し
た引き出し配線26を経て接続端子に至る。したがって、可動板21及び導電性のミラー
22を利用して螺旋状のコイル23を別途絶縁膜を形成することなく接続配線が横切るこ
とができる。
れている。貫通孔31は螺旋状コイル23の内側の導体端部に相当する部分に開孔されて
いる。コイル23の内周側の一端は貫通孔31を介してミラーに22に接続され、上述し
た引き出し配線26を経て接続端子に至る。したがって、可動板21及び導電性のミラー
22を利用して螺旋状のコイル23を別途絶縁膜を形成することなく接続配線が横切るこ
とができる。
コイル23の外周側の他端はトーションバー24の裏面を延在して支持枠固定部25に
至る引き出し配線28となり、支持枠固定部25で外部との接続端子となっている。
至る引き出し配線28となり、支持枠固定部25で外部との接続端子となっている。
上述したように、ミラー22と一体形成される引き出し配線26は、トーションバー2
4上で幅広に形成している。これは、ミラー22と共に形成される引き出し配線26、2
7は膜薄な(1μm以下から成膜の限界の厚さまで)構造となるため、その抵抗値が大き
くなり、コイル23に電流が流れにくくなる。そのため、幅広な構成とすることで、引き
出し配線26の抵抗値を小さくし、コイル23に電流が流れやすくなるようにする。さら
に、裏面のコイル23の層の厚さを5μm程度とミラーよりも厚めに形成する。すなわち
、コイル23の厚さをミラー22の厚さの5倍以上となるように厚く形成し、コイル23
の抵抗値を低くして電流を流しやすくする。
4上で幅広に形成している。これは、ミラー22と共に形成される引き出し配線26、2
7は膜薄な(1μm以下から成膜の限界の厚さまで)構造となるため、その抵抗値が大き
くなり、コイル23に電流が流れにくくなる。そのため、幅広な構成とすることで、引き
出し配線26の抵抗値を小さくし、コイル23に電流が流れやすくなるようにする。さら
に、裏面のコイル23の層の厚さを5μm程度とミラーよりも厚めに形成する。すなわち
、コイル23の厚さをミラー22の厚さの5倍以上となるように厚く形成し、コイル23
の抵抗値を低くして電流を流しやすくする。
このように、膜薄のミラーと引き出し配線26、27とを一体形成しても、回動動作に
必要となる大きさの電流を流すことが可能になる。
必要となる大きさの電流を流すことが可能になる。
このような構成を有するアクチュエータは、図示しない制御回路によって(引き出し配
線26及び27のいずれかと、引き出し線28とから)コイル23に駆動電流が供給され
ると、永久磁石が形成する静磁界との電磁力作用(フレミナングの左手則)によりコイル
23に付勢力が発生し、トーションバー24、24を回動軸として可動板21を電流値に
応じたある振れ角まで回動する。また、供給電流をオフにすると、トーションバー24、
24のバネ力によって可動板21が元に戻る。このオンオフ動作を高速で行うとあるスイ
ッチング周波数(駆動周波数)で可動板21が最もよく振れる状態(共振状態)となる。
この振動が安定した共振状態でアクチュエータを使用する。このように可動電極板と共に
振動しているミラー22にレーザ光などの光ビームを照射すると、反射光が走査光ビーム
となる。
線26及び27のいずれかと、引き出し線28とから)コイル23に駆動電流が供給され
ると、永久磁石が形成する静磁界との電磁力作用(フレミナングの左手則)によりコイル
23に付勢力が発生し、トーションバー24、24を回動軸として可動板21を電流値に
応じたある振れ角まで回動する。また、供給電流をオフにすると、トーションバー24、
24のバネ力によって可動板21が元に戻る。このオンオフ動作を高速で行うとあるスイ
ッチング周波数(駆動周波数)で可動板21が最もよく振れる状態(共振状態)となる。
この振動が安定した共振状態でアクチュエータを使用する。このように可動電極板と共に
振動しているミラー22にレーザ光などの光ビームを照射すると、反射光が走査光ビーム
となる。
(製造工程)
次に、本実施の形態のアクチュエータの製造方法を図5を用いて説明する。
次に、本実施の形態のアクチュエータの製造方法を図5を用いて説明する。
図5(a)に示すように、本実施の形態のアクチュエータ1は、シリコン基板101の
両面にシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜103が成膜された基板を用いてマイクロマ
シニング技術によって作製される。なお、図は説明の便宜のため、実際のものとの膜厚の
比率や部分の表示が異なって表現されていることに留意されたい。
両面にシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜103が成膜された基板を用いてマイクロマ
シニング技術によって作製される。なお、図は説明の便宜のため、実際のものとの膜厚の
比率や部分の表示が異なって表現されていることに留意されたい。
図5(b)に示すように、シリコン基板101の一方の面(裏面)の酸化膜103上に
、例えば、公知の電鋳コイル法によってコイル23及び一方の引き出し配線28を形成す
る。電鋳コイル法は、シリコン基板101の対象面側にニッケルのスパッタを行ってニッ
ケル層を形成し、銅電解めっきを行って銅層を形成する。次に、ポジ型のレジストでコイ
ル及び電極端子に相当する部分をマスクし、銅エッチング、ニッケルエッチングを順次行
い、エッチング後、レジストを除去し、更に、銅電解めっきを行ってニッケル層の全周を
銅で覆いコイル7及び引き出し配線28に相当する銅層を形成する。次に、銅層を除いた
部分にネガ型のメッキレジストを塗布した後、銅電解めっきを行って銅層を厚くして、コ
イル23及び引き出し配線28を形成する。
、例えば、公知の電鋳コイル法によってコイル23及び一方の引き出し配線28を形成す
る。電鋳コイル法は、シリコン基板101の対象面側にニッケルのスパッタを行ってニッ
ケル層を形成し、銅電解めっきを行って銅層を形成する。次に、ポジ型のレジストでコイ
ル及び電極端子に相当する部分をマスクし、銅エッチング、ニッケルエッチングを順次行
い、エッチング後、レジストを除去し、更に、銅電解めっきを行ってニッケル層の全周を
銅で覆いコイル7及び引き出し配線28に相当する銅層を形成する。次に、銅層を除いた
部分にネガ型のメッキレジストを塗布した後、銅電解めっきを行って銅層を厚くして、コ
イル23及び引き出し配線28を形成する。
次に、図5(c)に示すように、シリコン基板101のコイル23が形成されていない
他方の面(表面)に、可動板21、トーションバー24、24、及び貫通孔部31の輪郭
に対応したマスクを介してパターニングされたフォトレジスト層104を形成する。この
とき、貫通孔部31に対応するフォトレジスト層(マスク)104のパターンは、貫通孔
部31の裏面側の一部が螺旋状コイル23の内周側端部と交差するような位置で開口部す
る。
他方の面(表面)に、可動板21、トーションバー24、24、及び貫通孔部31の輪郭
に対応したマスクを介してパターニングされたフォトレジスト層104を形成する。この
とき、貫通孔部31に対応するフォトレジスト層(マスク)104のパターンは、貫通孔
部31の裏面側の一部が螺旋状コイル23の内周側端部と交差するような位置で開口部す
る。
そして、図5(d)に示すように、上記マスクを用いて、例えば、ICP−RIE(In
ductive Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)装置を用いてシリコンのドライエッ
チング加工を行い、可動板21、トーションバー24、24及び貫通孔部31を形成する
。貫通孔部31にコイル23の一部を露出させる。このとき、好ましくは、貫通孔部31
がミラー面22からコイル23側に向かって幅が狭くなるテーパ形状の孔壁面となるよう
に形成する。これは、ドライエッチングのイオンが基板に対して斜めに入射するように基
板の位置決めをしたり、エッチングパラメータを調整するなどして行われる。
ductive Coupled Plasma - Reactive Ion Etching)装置を用いてシリコンのドライエッ
チング加工を行い、可動板21、トーションバー24、24及び貫通孔部31を形成する
。貫通孔部31にコイル23の一部を露出させる。このとき、好ましくは、貫通孔部31
がミラー面22からコイル23側に向かって幅が狭くなるテーパ形状の孔壁面となるよう
に形成する。これは、ドライエッチングのイオンが基板に対して斜めに入射するように基
板の位置決めをしたり、エッチングパラメータを調整するなどして行われる。
次に、図5(e)に示すように、基板の表面に導電性を有する物質、例えば、アルミニ
ウムをマスクを用いて蒸着し、可動板21、トーションバー24,24、貫通孔部31の
側壁面上に、アルミニウム層を形成する。
ウムをマスクを用いて蒸着し、可動板21、トーションバー24,24、貫通孔部31の
側壁面上に、アルミニウム層を形成する。
上述したように、貫通孔部31はテーパ形状となるように形成されているので、裏面に
形成されたコイル23の一方の端と貫通孔部31の側壁面とにアルミニウム層が断線しな
いように蒸着しやすくなる。そのため、コイル23の貫通孔31の底部に露出した他方の
端子とアルミニウム層(ミラー面)とを接続することができる。
形成されたコイル23の一方の端と貫通孔部31の側壁面とにアルミニウム層が断線しな
いように蒸着しやすくなる。そのため、コイル23の貫通孔31の底部に露出した他方の
端子とアルミニウム層(ミラー面)とを接続することができる。
このように、裏面のコイル23の一端を露出する貫通孔部31と、可動板21の表面と
に導電性反射膜を一体形成するので、コイル23のコイルを横切る引き出し配線を基板の
表面の導電性膜を利用して形成することができる。そのため、後述の比較例のように一方
の引き出し配線を形成するための中間絶縁層を別途形成する工程が不要になり、その作製
工程を省略することができる。また、可動板21上の導電性反射膜はそのままミラー22
、引き出し配線26、27として使用できる。
に導電性反射膜を一体形成するので、コイル23のコイルを横切る引き出し配線を基板の
表面の導電性膜を利用して形成することができる。そのため、後述の比較例のように一方
の引き出し配線を形成するための中間絶縁層を別途形成する工程が不要になり、その作製
工程を省略することができる。また、可動板21上の導電性反射膜はそのままミラー22
、引き出し配線26、27として使用できる。
なお、本実施の形態では貫通孔部31を可動板5上の一部に設けたが、図6の背面(裏
面)図に示すように、貫通孔31をトーションバー24,24上に設けてかまわない。図
6は図3に対応しており、対応する部分を同一符号で示す。図6の例の基板の表面は図1
と同様である。このような構成としても、導電性反射膜(ミラー)と貫通孔31を利用し
てコイル23との接続を行うことができる。この実施例の場合は、ミラー領域外に貫通孔
が存在するのでミラーの実効的な面積を減少することがなく、具合がよい。
面)図に示すように、貫通孔31をトーションバー24,24上に設けてかまわない。図
6は図3に対応しており、対応する部分を同一符号で示す。図6の例の基板の表面は図1
と同様である。このような構成としても、導電性反射膜(ミラー)と貫通孔31を利用し
てコイル23との接続を行うことができる。この実施例の場合は、ミラー領域外に貫通孔
が存在するのでミラーの実効的な面積を減少することがなく、具合がよい。
(比較例)
図7及び図8は比較例を示している。この比較例では、片面にミラーとコイルが形成さ
れている。図7は一対のトーションバー24、24及び可動板21の部分を示す平面図で
あり、図8は図4のC−C'方向における断面図である。両図において図1乃至図4と対
応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。なお、図8においては、
可動ミラー基板20のみを示している。
図7及び図8は比較例を示している。この比較例では、片面にミラーとコイルが形成さ
れている。図7は一対のトーションバー24、24及び可動板21の部分を示す平面図で
あり、図8は図4のC−C'方向における断面図である。両図において図1乃至図4と対
応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。なお、図8においては、
可動ミラー基板20のみを示している。
図示のように、可動板21のミラー22の形成部分の外周囲にはコイル23が螺旋状に
設けられており、可動板21の左側のトーションバー24にはコイル23が延在し、延在
部分は一方の電極端子まで接続する引き出し配線27となる。可動板21の右方のコイル
23の表面には、例えば、シリコン窒化膜あるいは酸化シリコン膜(SiO2)の中間絶
縁層35が設けられている。中間絶縁層35の上には、コイル23の内周側端とコイル2
3を横切って他方の電極端子とを接続する引き出し配線26が形成されている。中間絶縁
層35は、コイル23と引き出し配線26との短絡を防止する。
設けられており、可動板21の左側のトーションバー24にはコイル23が延在し、延在
部分は一方の電極端子まで接続する引き出し配線27となる。可動板21の右方のコイル
23の表面には、例えば、シリコン窒化膜あるいは酸化シリコン膜(SiO2)の中間絶
縁層35が設けられている。中間絶縁層35の上には、コイル23の内周側端とコイル2
3を横切って他方の電極端子とを接続する引き出し配線26が形成されている。中間絶縁
層35は、コイル23と引き出し配線26との短絡を防止する。
このような比較例では、引き出し配線26が周回しているコイル23と短絡しないよう
にするために、(1)コイル23形成、(2)中間絶縁層35形成、(3)引き出し配線26形成
、(4)反射ミラー形成、の順に4つの工程が必要である。
にするために、(1)コイル23形成、(2)中間絶縁層35形成、(3)引き出し配線26形成
、(4)反射ミラー形成、の順に4つの工程が必要である。
これに対して、本願の実施例では、可動板21を上述した絶縁層35の代わりに利用す
る。コイル23の端部と引き出し線として機能するミラー22の導体を接続し、更にミラ
ー22に引き出し線26,27を接続して外部端子に至る。したがって、(3)中間絶縁層
を形成する工程が不要になり、その作製工程を省略することができる。
る。コイル23の端部と引き出し線として機能するミラー22の導体を接続し、更にミラ
ー22に引き出し線26,27を接続して外部端子に至る。したがって、(3)中間絶縁層
を形成する工程が不要になり、その作製工程を省略することができる。
なお、上述した貫通孔部31は光ビームの検出用の窓として使用することができる。前
述した2次光アクチュエータ94(図9参照)に供給される走査光の揺動幅を検出する穴
としても使用できる。つまり、可動板21の一方の面側(表面)から貫通孔部31に向け
光を照射し、貫通孔部31を通過した光を可動板21の裏面側に設けた光センサで受光し
、その受光量を計測することにより、1次光アクチュエータ93の可動板の回動角を検知
することができる。このような検知結果に基づいて光アクチュエータ93の可動板を回動
駆動することにより、可動板の挙動を制御することが可能となる。
述した2次光アクチュエータ94(図9参照)に供給される走査光の揺動幅を検出する穴
としても使用できる。つまり、可動板21の一方の面側(表面)から貫通孔部31に向け
光を照射し、貫通孔部31を通過した光を可動板21の裏面側に設けた光センサで受光し
、その受光量を計測することにより、1次光アクチュエータ93の可動板の回動角を検知
することができる。このような検知結果に基づいて光アクチュエータ93の可動板を回動
駆動することにより、可動板の挙動を制御することが可能となる。
以上説明したように、本発明の構造によれば、中間絶縁層を省略することができ、中間
絶縁層を形成する製造プロセス工程が省略化でき、工程数が減って生産性が高くなる。簡
易な方法により製造されるアクチュエータを実現することが可能になる。また、本願のア
クチュエータを使用した画像形成装置は、より安価に製作することが可能となって好まし
い。
絶縁層を形成する製造プロセス工程が省略化でき、工程数が減って生産性が高くなる。簡
易な方法により製造されるアクチュエータを実現することが可能になる。また、本願のア
クチュエータを使用した画像形成装置は、より安価に製作することが可能となって好まし
い。
1 アクチュエータ、101 シリコン基板、21 可動板、24 トーションバー、2
3 コイル、26,27,28 引き出し配線、22 ミラー、31 貫通孔部、35
中間絶縁層、101 シリコン基板
3 コイル、26,27,28 引き出し配線、22 ミラー、31 貫通孔部、35
中間絶縁層、101 シリコン基板
Claims (9)
- 基板に形成された平板状の可動板と、
前記可動板を前記基板に揺動可能に支持するトーションバーと、
前記可動板の表面に形成される反射膜と、
前記可動板の裏面に形成されるコイルと、
前記可動板の一部に形成されて該可動板の表裏面を貫通する貫通孔部と、を備え、
前記可動板と前記トーションバーの表面に形成される導電性膜によって前記反射膜が形
成され、該導電性の反射膜と前記コイルの一端とが前記貫通孔部で接続され、該コイルの
他端が前記トーションバーの裏面に延在する、アクチュエータ。 - 前記トーションバーは一対設けられて前記可動板の両端を前記基板に揺動可能に支持す
る、請求項1に記載のアクチュエータ。 - 前記貫通孔部が前記トーションバーの一部に形成されている、請求項1又は2に記載の
アクチュエータ。 - 前記導電性膜がアルミニウム膜である、請求項1乃至3のいずれかに記載のアクチュエ
ータ。 - 可動板と支持体と該可動板を該支持体に揺動可能に支持するトーションバーとを形成す
べき基板の一面側の該可動板を形成すべき領域に螺旋状に巻回され、外側の一端部が前記
トーションバーを形成すべき領域に延在するコイルを形成する第1の工程と、
前記基板の他面側からパターニングして、前記可動板と、前記支持体と、前記トーショ
ンバーと、前記コイルの内側の他端部側を露出する貫通孔とを形成する第2の工程と、
前記基板の他面側の、可動板、前記トーションバー及び前記貫通孔に導電性の反射膜を
一体的に形成して、前記可動板及び前記トーションバーの表面にそれぞれ前記コイルと接
続されたミラー及び引き出し配線を形成する第3の工程と、
を含むアクチュエータの製造方法。 - 前記第1の工程において、前記トーションバーを一対形成して前記可動板の両端を前記
支持枠体に揺動可能に支持する、請求項5に記載のアクチュエータ。 - 前記第2の工程は、前記貫通孔を前記トーションバーの一部に形成する、請求項5又は
6に記載のアクチュエータの製造方法。 - 前記導電性の反射膜がアルミニウム膜である、請求項5乃至7のいずれかに記載のアク
チュエータの製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載のアクチュエータを使用する光スキャナを用いた画像
形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008096823A JP2009251143A (ja) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | アクチュエータ、画像形成装置及びアクチュエータの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008096823A JP2009251143A (ja) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | アクチュエータ、画像形成装置及びアクチュエータの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009251143A true JP2009251143A (ja) | 2009-10-29 |
Family
ID=41311953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008096823A Withdrawn JP2009251143A (ja) | 2008-04-03 | 2008-04-03 | アクチュエータ、画像形成装置及びアクチュエータの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009251143A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020144305A (ja) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置、光源装置 |
JP2021026203A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-22 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置 |
-
2008
- 2008-04-03 JP JP2008096823A patent/JP2009251143A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020144305A (ja) * | 2019-03-08 | 2020-09-10 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置、光源装置 |
JP7221745B2 (ja) | 2019-03-08 | 2023-02-14 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置、光源装置 |
JP2021026203A (ja) * | 2019-08-09 | 2021-02-22 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置 |
JP7287864B2 (ja) | 2019-08-09 | 2023-06-06 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110316 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20111212 |