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JP2002090684A - Optical scanner and its manufacturing method - Google Patents

Optical scanner and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2002090684A
JP2002090684A JP2000284904A JP2000284904A JP2002090684A JP 2002090684 A JP2002090684 A JP 2002090684A JP 2000284904 A JP2000284904 A JP 2000284904A JP 2000284904 A JP2000284904 A JP 2000284904A JP 2002090684 A JP2002090684 A JP 2002090684A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
movable plate
gpa
scanning device
optical scanning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000284904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohito Shiga
直仁 志賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2000284904A priority Critical patent/JP2002090684A/en
Publication of JP2002090684A publication Critical patent/JP2002090684A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Micromachines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical scanner which has superior handling properties and resistance to a shock and can stably obtain desired driving characteristics in a temperature range used. SOLUTION: This optical scanner has a support 11, having a couple of erected pieces, a couple of holding frames 12 provided on a pair of erected pieces of the support 11, a movable plate 13 which has a mirror surface 17 for reflecting light, a pair of elastic members 18 which connect the opposite sides of the movable plate 13 and the couple of holding frames 12 in a both-end supporting beam state, and a driving means which drives and displaces the movable plate 13, and further has the holding frames 12, movable plate 13, and elastic members 18 formed into a single body on one substrate; and the elastic members 18 are made of a materials, having fillers in high polymer resin and are characterized by that a modulus of tensile elasticity at 25 deg.C being 10 to 20 GPa and a modules of tensile elasticity within the use ambient temperature range being <=2 GPa.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光を反
射し、その反射光を走査させるための光走査装置に関す
る。
The present invention relates to an optical scanning device for reflecting light from a light source and scanning the reflected light.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電子写真式複写機やレーザープ
リンタやバーコードリーダー等において、画像形成又は
画像読み取りの際には、光走査装置が用いられて光走査
により取得した画像信号を伝達しているが、このような
光走査装置には高速走査性、高安定性、高耐久性、高画
質性等が要求されていた。
2. Description of the Related Art Generally, in an electrophotographic copying machine, a laser printer, a bar code reader, or the like, when forming or reading an image, an optical scanning device is used to transmit an image signal obtained by optical scanning. However, such an optical scanning device has been required to have high-speed scanning, high stability, high durability, high image quality, and the like.

【0003】特開平7−175005号公報には、図
8、図9に示すように、シリコン基板502上に、全反
射ミラー508を中央部に備えた可動板504と、可動
板504上に設けた駆動コイル505と、シリコン基板
502と可動板504とを連結するトーションバー50
3とを一体に形成し、このシリコン基板502の上下面
に、ガラス基板506,506’を陽極接合法により接
合し、この上下のガラス基板506,506’に各々永
久磁石507を取り付けることで、ガルバノミラー50
0を構成するようにしたガルバノミラーの発明が開示さ
れている。尚、図8、図9中、509は電極端子であ
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-175005 discloses a movable plate 504 provided with a total reflection mirror 508 at a central portion on a silicon substrate 502 and a movable plate 504 provided on the movable plate 504 as shown in FIGS. Drive coil 505 and torsion bar 50 connecting silicon substrate 502 and movable plate 504
3 are integrally formed, glass substrates 506 and 506 ′ are bonded to the upper and lower surfaces of the silicon substrate 502 by an anodic bonding method, and permanent magnets 507 are attached to the upper and lower glass substrates 506 and 506 ′, respectively. Galvano mirror 50
The invention of a galvanomirror configured to form 0 is disclosed. 8 and 9, reference numeral 509 denotes an electrode terminal.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の特開平7−175005号公報に開示されたガ
ルバノミラー500の場合、シリコン基板502上に形
成したトーションバー503がシリコン基板502上で
表面処理を施した様な構成となり、可動板504のサイ
ズや高周波域での可動板504の駆動特性からすると、
トーションバー503の幅も厚さも極端に細く薄くせざ
るを得ず、その結果、非常に脆い卜ーションバー503
となり、製造時や使用時の衝撃に弱いものとなってしま
い、歩留まりを下げ、製品寿命を短くしてしまう要因と
なっていた。
However, in the case of the galvanomirror 500 disclosed in the above-mentioned conventional Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-175005, the torsion bar 503 formed on the silicon substrate 502 has a surface treated on the silicon substrate 502. And the driving characteristics of the movable plate 504 in the high-frequency range are as follows:
The width and thickness of the torsion bar 503 must be extremely thin and thin, and as a result, the torsion bar 503 which is very brittle
Therefore, it becomes weak against shocks during manufacturing and use, which reduces the yield and shortens the product life.

【0005】これを回避するために、前記トーションバ
ー503をポリイミド等の高分子樹脂で形成することも
試みられているが、逆に軟らかいために高周波域での良
好な駆動特性を得難いという問題も有していた。
In order to avoid this, it has been attempted to form the torsion bar 503 with a polymer resin such as polyimide. However, on the contrary, it is difficult to obtain good driving characteristics in a high frequency range because of its softness. Had.

【0006】また、シリコン基板502をガラス基板5
06,506’で挟み込む構造とした場合、駆動コイル
505の近傍にシリコン基板502の壁面が位置するた
め、挟み込んだガラス基板506上に永久磁石507を
配置せざるを得ず、その結果、駆動コイル505と永久
磁石507との距離が遠くなってしまい、駆動コイル5
06ヘ作用させる磁界が弱くなり、可動板504に対す
る駆動力も弱くなってしまい、駆動力の確保が困難にな
ってしまうという問題もあった。
Further, the silicon substrate 502 is replaced with a glass substrate 5
06, 506 ', the wall surface of the silicon substrate 502 is located near the drive coil 505, so that the permanent magnet 507 has to be arranged on the sandwiched glass substrate 506. As a result, the drive coil Since the distance between the permanent magnet 505 and the permanent magnet 507 is long, the drive coil 5
06, the magnetic field acting on the movable plate 504 is weakened, and there is also a problem that it is difficult to secure the driving force.

【0007】このような問題を回避するために、最初か
らシリコン基板502の壁面と駆動コイル505との間
の寸法を大きく取り、その間に永久磁石507を位置さ
せることも可能であるが、この場合には、ガルバノミラ
ー500全体のサイズが大きくなってしまい、また、製
造コスト高を招いてしまう。
In order to avoid such a problem, it is possible to increase the dimension between the wall surface of the silicon substrate 502 and the drive coil 505 from the beginning, and to position the permanent magnet 507 between them. In this case, the size of the entire galvanomirror 500 increases, and the manufacturing cost increases.

【0008】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、ハンドリング性に優れ、衝撃にも耐え、所望の駆動
特性を使用温度域で安定して得られる光走査装置を提供
すること、及びより安定した高効率な駆動特性を発揮し
得る光走査装置を得ることができる製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an optical scanning device which is excellent in handleability, withstands impact, and can stably obtain desired driving characteristics in a use temperature range. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of obtaining an optical scanning device capable of exhibiting more stable and efficient driving characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、一対
の立設片を有する支持体と、前記支持体の一対の立設片
上に設けた一対の保持枠と、少なくとも一方の面に光を
反射するための鏡面が形成された可動板と、この可動板
の対向辺と前記一対保持枠との間を各々両持ち梁状に連
結する一対の弾性部材と、前記可動板を変位駆動する駆
動手段とを有し、前記保持枠、可動板及び弾性部材を一
つの基板上に一体形成した光走査装置であって、前記弾
性部材が高分子樹脂中にフィラーを含有したものからな
り、25℃での引っ張り弾性率が10GPa以上20G
Pa以下であり、使用環境温度範囲内での引っ張り弾性
率変動が2GPa以内であることを特徴とするものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a support having a pair of upright pieces, a pair of holding frames provided on the pair of upright pieces of the support, and at least one surface. A movable plate having a mirror surface for reflecting light, a pair of elastic members for connecting between the opposing sides of the movable plate and the pair of holding frames in a doubly supported manner, and displacing the movable plate; An optical scanning device having the holding frame, the movable plate, and the elastic member integrally formed on a single substrate, wherein the elastic member contains a filler in a polymer resin, Tensile elastic modulus at 25 ° C is 10 GPa or more and 20 G
Pa or less, and a change in tensile elasticity within a use environment temperature range is within 2 GPa.

【0010】請求項1の発明では、一対の弾性部材を両
持ち梁状に形成し、各弾性部材を支持する保持枠を一対
の立設片を用いて形成し、前記弾性部材を高分子樹脂中
にフィラーを含有したものとし、25℃での引っ張り弾
性率が10GPa以上20GPa以下であり、使用環境
温度範囲内での前記引っ張り弾性率変動が2GPa以内
であるようにしたことにより、高分子樹脂ベースの弾性
部材であっても、混入したフィラーとの相乗効果によっ
て、前記可動板を変位可能に支持するに足る程に剛性が
高まり、光走査装置自体のハンドリング性を高め、耐衝
撃性に優れ、所望の駆動特性を使用温度域で安定して実
現することが可能な光走査装置を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, a pair of elastic members are formed in a doubly supported beam shape, a holding frame for supporting each elastic member is formed using a pair of standing pieces, and the elastic member is formed of a polymer resin. The filler is contained therein, the tensile elasticity at 25 ° C. is 10 GPa or more and 20 GPa or less, and the fluctuation of the tensile elasticity within a use environment temperature range is 2 GPa or less. Even with the elastic member of the base, the synergistic effect with the mixed filler increases rigidity enough to support the movable plate in a displaceable manner, enhances the handleability of the optical scanning device itself, and is excellent in impact resistance. In addition, it is possible to provide an optical scanning device capable of stably realizing desired driving characteristics in a use temperature range.

【0011】請求項2記載の発明の光走査装置の製造方
法は、一対の平行な保持枠と、少なくとも一方の面に光
を反射するための鏡面が形成されるとともに駆動手段を
構成する平面状のコイルが形成された矩形状の可動板
と、この可動板の対向辺の中央部と前記一対の保持枠と
の間を各々両持ち梁状に連結する一対の弾性部材と、前
記可動板の外側を占める位置で前記一対の保持枠の両端
間を各々連結する一対の不要枠とからなるユニットを半
導体製造プロセスにより一体形成する工程と、このユニ
ットの一対の保持枠を、支持体に設けた一対の立設片上
に各々固着して前記ユニットを支持体上に配置する工程
と、前記ユニットの一対の不要枠を除去する工程と、一
対の不要枠が除去された前記可動板の外側の領域に各々
駆動手段を構成するマグネットを前記可動板に近接して
臨ませた状態でこの各マグネットを支持する一対のヨー
クを前記支持体両端に取り付ける工程とを含むことを特
徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical scanning device, wherein a pair of parallel holding frames and a mirror surface for reflecting light are formed on at least one of the surfaces, and the driving means constitutes a planar shape. A movable plate having a rectangular shape formed with a coil, a pair of elastic members respectively connecting the center of opposing sides of the movable plate and the pair of holding frames in a doubly supported manner, A step of integrally forming a unit composed of a pair of unnecessary frames that respectively connect between both ends of the pair of holding frames at a position occupying the outside by a semiconductor manufacturing process, and a pair of holding frames of the unit are provided on a support. A step of disposing the unit on a support, each unit being fixed on a pair of standing pieces, a step of removing a pair of unnecessary frames of the unit, and a region outside the movable plate from which the pair of unnecessary frames has been removed. Each constitute a driving means Gunetto is what, characterized in that it comprises a step of attaching a pair of yokes for supporting the respective magnets in a state in which faces in proximity to said movable plate to said support ends.

【0012】請求項2の発明では、半導体製造プロセス
により形成した前記ユニットの一対の保持枠を前記支持
体に設けた一対の立設片上に各々固着して前記ユニット
を支持体上に配置し、前記ユニットの一対の不要枠を除
去し、一対の不要枠が除去された前記可動板の外側の領
域に各々駆動手段を構成するマグネットを前記可動板に
近接して臨ませた状態でこの各マグネットを支持する一
対のヨークを前記支持体両端に取り付けるものであるか
ら、前記可動板とマグネットとを近接させることがで
き、電磁力による可動板の駆動特性を高め高速走査性を
実現できる光走査装置を製造することができる。
In the invention according to claim 2, a pair of holding frames of the unit formed by a semiconductor manufacturing process are fixed on a pair of standing pieces provided on the support, respectively, and the unit is arranged on the support. The pair of unnecessary frames of the unit are removed, and the magnets constituting the driving means are respectively arranged in the outer regions of the movable plate from which the pair of unnecessary frames have been removed, in the state where the magnets face each other in the vicinity of the movable plate. A pair of yokes that support the movable plate are attached to both ends of the support, so that the movable plate and the magnet can be brought close to each other, and the driving characteristics of the movable plate by electromagnetic force can be enhanced to realize high-speed scanning. Can be manufactured.

【0013】請求項3記載の発明は、請求項2記載の光
走査装置の製造方法において、前記弾性部材は、半導体
製造プロセスによって、高分子樹脂中にフィラーを含有
したものからなり、25℃での引っ張り弾性率が10G
Pa以上20GPa以下であり、使用環境温度範囲内で
の引っ張り弾性率変動が2GPa以内に形成されている
ことを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing an optical scanning device according to the second aspect, the elastic member is made of a polymer resin containing a filler by a semiconductor manufacturing process. Has a tensile modulus of 10G
It is not less than Pa and not more than 20 GPa, and a variation in tensile elasticity within a use environment temperature range is formed within 2 GPa.

【0014】請求項3記載の発明では、高分子樹脂ベー
スであっても、混入したフィラーとの相乗効果によっ
て、前記可動板を変位可能に支持するに足る程に剛性を
高めることができる弾性部材を形成できるので、光走査
装置自体のハンドリング性を高め、耐衝撃性に優れ、所
望の駆動特性を使用温度域で安定して実現することが可
能な光走査装置を製造することができる。
According to the third aspect of the present invention, the elastic member can enhance the rigidity enough to displaceably support the movable plate by a synergistic effect with the mixed filler even if the polymer resin base is used. Therefore, it is possible to manufacture an optical scanning device capable of improving the handleability of the optical scanning device itself, having excellent impact resistance, and stably realizing desired driving characteristics in a use temperature range.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0016】(実施の形態1)以下、本発明の実施の形
態1の光走査装置及びその製造方法について、図1、図
2、図3、図4(A)〜図4(I)を参照して説明す
る。
(Embodiment 1) Hereinafter, an optical scanning device according to Embodiment 1 of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4A to 4I. I will explain.

【0017】図1は本実施の形態1に係る光走査装置の
概略構成を示す斜視図、図2は図1に示す光走査装置の
中心軸線であるA−A線に沿った断面図、図3は図1の
B−B’線に沿った断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the optical scanning device according to the first embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA which is a central axis of the optical scanning device shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

【0018】また、図4(A)〜図4(I)は各々実施
の形態1に係る光走査装置の製造工程を示す図であり、
図5は実施の形態1に係る光走査装置の実装工程を示す
斜視図である。
FIGS. 4A to 4I are diagrams showing the manufacturing steps of the optical scanning device according to the first embodiment, respectively.
FIG. 5 is a perspective view showing a mounting process of the optical scanning device according to the first embodiment.

【0019】図1に示すように、本実施の形態1に係る
光走査装置は、断面逆コ字状で一対の立設片11a、1
1bを有する支持体11における前記両立設片11a、
11bの略中央部において、矩形状に形成され一対の弾
性部材18の自由端として振動可能な矩形状の可動板1
3と、この可動板13の前記一対の弾性部材18とは直
交する側の両端に近接して対向配置された永久磁石から
なる一対のマグネット15とを有している。
As shown in FIG. 1, the optical scanning device according to the first embodiment has an inverted U-shaped cross section and a pair of standing pieces 11a, 1a.
Said supporting pieces 11a in the support 11 having
11b, a rectangular movable plate 1 formed in a rectangular shape and capable of vibrating as a free end of a pair of elastic members 18 is provided at a substantially central portion of the movable member 1b.
3 and a pair of permanent magnets 15 made of permanent magnets disposed close to and opposed to both ends of the movable plate 13 that are orthogonal to the pair of elastic members 18.

【0020】前記可動板13と、前記支持体11の両立
設片11a、11b上に各々一体的に設けられ固定端と
して機能する一対の保持枠12とは、両持梁状で板バネ
状の一対の弾性部材18で連結されている。
The movable plate 13 and a pair of holding frames 12 integrally provided on both the standing pieces 11a and 11b of the support 11 and functioning as fixed ends are formed in a cantilevered and leaf-spring shape. They are connected by a pair of elastic members 18.

【0021】前記可動板13の表面には、全反射ミラー
としての鏡面17が形成されている。また、前記可動板
13上には、その周縁近傍を周回するように内外2個構
成のコイル16a、16bからなるコイル16が設けら
れている。
On the surface of the movable plate 13, a mirror surface 17 as a total reflection mirror is formed. A coil 16 composed of two inner and outer coils 16a and 16b is provided on the movable plate 13 so as to go around the periphery of the movable plate 13.

【0022】内側のコイル16aからは、外側のコイル
16bを跨ぐように、コイル端が引き出され、前記一方
の弾性部材18上に設けられた配線を経由して各々フレ
キ(フレキシブル)基板20の端部上に設けた接続パッ
ド19に接続されている。
From the inner coil 16a, coil ends are drawn out so as to straddle the outer coil 16b, and each end of the flexible (flexible) substrate 20 is routed through wiring provided on the one elastic member 18. It is connected to the connection pad 19 provided on the part.

【0023】一方、外側のコイル16bの両端は、その
まま弾性部材18上に設けられた配線により各々フレキ
基板20の端部上に設けた接続パッド19に接続されて
いる。
On the other hand, both ends of the outer coil 16b are connected to connection pads 19 provided on the end of the flexible board 20 by wires provided on the elastic member 18 as they are.

【0024】この光走査装置の製造工程上、前記弾性部
材18上の配線類は同時に形成されるので、この配線類
と前記コイル16a、16bの各両端部の接続部におい
ては、配線部分に段差が形成されている。
In the manufacturing process of the optical scanning device, the wirings on the elastic member 18 are formed at the same time, so that the wirings and the connecting portions at both ends of the coils 16a and 16b have stepped portions in the wirings. Are formed.

【0025】ここで、前記一対のマグネット15は、そ
の着磁方向が可動板13の振動方向に略垂直であって、
着磁面の略中心がコイル16a、16bの平面に対向す
る位置に臨むように配置されている。
Here, the magnets 15 have a magnetization direction substantially perpendicular to the vibration direction of the movable plate 13,
The magnetized surface is arranged so that the approximate center thereof faces a position facing the plane of the coils 16a and 16b.

【0026】前記一対のマグネット15の外側には、各
々矩形板状のヨーク14が接合され、さらにヨーク14
の下端側は支持体11の両端部に固着されて、前記各ヨ
ーク14により各マグネット15を支持体11の両端部
上でかつ前記可動板13の両端近傍に臨む配置で各々支
持されている。
Outside the pair of magnets 15, yokes 14 each having a rectangular plate shape are joined.
Are fixed to both ends of the support 11, and the yokes 14 support the magnets 15 on both ends of the support 11 and in the vicinity of both ends of the movable plate 13, respectively.

【0027】次に、図2、図3を参照して、図1に示す
光走査装置のA−A’線、B−B’線に沿った断面構造
について説明する。
Next, a sectional structure of the optical scanning device shown in FIG. 1 along the line AA 'and the line BB' will be described with reference to FIGS.

【0028】図2に示すように、図1の光走査装置をA
−A’線に沿った断面で見ると、一方の保持枠12は、
シリコン基板200、窒化シリコン膜210、第1ポリ
イミド層220、第2ポリイミド層230、第3ポリイ
ミド層240を積層して形成している。また、他方の保
持枠12においては、窒化シリコン膜210、シリコン
基板200、窒化シリコン膜210、第1ポリイミド層
220、第2ポリイミド層230を積層して形成してい
る。
As shown in FIG. 2, the optical scanning device of FIG.
When viewed in a cross section along the line −A ′, one holding frame 12 is
It is formed by laminating a silicon substrate 200, a silicon nitride film 210, a first polyimide layer 220, a second polyimide layer 230, and a third polyimide layer 240. The other holding frame 12 is formed by stacking a silicon nitride film 210, a silicon substrate 200, a silicon nitride film 210, a first polyimide layer 220, and a second polyimide layer 230.

【0029】さらに、他方の保持枠12上の第2ポリイ
ミド層230上に、前記コイル16を跨ぐ配線142及
びこの配線142よりも膜厚の厚い接続パッド19が設
けられ、さらに第2ポリイミド層230上に積層する第
3ポリイミド層240には、前記接続パッド19に相当
する部分に貫通孔が形成されて、この貫通孔に充填した
異方性導電性接着剤300により前記フレキ基板20の
配線143と接続パッド19とを接続している。
Further, on the second polyimide layer 230 on the other holding frame 12, a wiring 142 over the coil 16 and a connection pad 19 thicker than the wiring 142 are provided. A through-hole is formed in a portion corresponding to the connection pad 19 in the third polyimide layer 240 laminated thereon, and the wiring 143 of the flexible substrate 20 is formed by the anisotropic conductive adhesive 300 filled in the through-hole. And the connection pad 19 are connected.

【0030】前記可動板13は、一方の保持枠12と同
様な積層構造に加えて、第1ポリイミド層220上にコ
イル16a、16bを形成した構成となっている。
The movable plate 13 has a structure in which the coils 16 a and 16 b are formed on the first polyimide layer 220 in addition to the same laminated structure as the one holding frame 12.

【0031】また、前記弾性部材18は、第1ポリイミ
ド層220、第2ポリイミド層230、第3ポリイミド
層240を積層して構成され、前記接続パッド19側の
弾性部材18では、第2ポリイミド層230上に配線1
42が配置される構造となっている。
The elastic member 18 is formed by laminating a first polyimide layer 220, a second polyimide layer 230, and a third polyimide layer 240, and the elastic member 18 on the connection pad 19 side has a second polyimide layer. Wiring 1 on 230
42 are arranged.

【0032】前記シリコン基板200は、面方位が
(1,0,0)面のシリコン単結晶基板が用いられる。
ポリイミドは弾性を有する有機絶縁材料であり、その弾
性係数は、シリコン単結晶基板と比較してかなり小さい
ため、第1ポリイミド層220、第2ポリイミド層23
0及び第3ポリイミド層240は、弾性変形可能な弾性
薄膜となる。
As the silicon substrate 200, a silicon single crystal substrate having a (1,0,0) plane orientation is used.
Polyimide is an organic insulating material having elasticity, and its elastic modulus is considerably smaller than that of a silicon single crystal substrate, so that the first polyimide layer 220 and the second polyimide layer 23
The zero and third polyimide layers 240 are elastically deformable elastic thin films.

【0033】ここで、第3ポリイミド層240の膜厚
は、第1ポリイミド層220及び第2ポリイミド層23
0の膜厚の和に略等しく形成されている。
Here, the thickness of the third polyimide layer 240 is determined by the first polyimide layer 220 and the second polyimide layer 23.
It is formed substantially equal to the sum of the film thicknesses of 0.

【0034】従って、弾性部材18において、第2ポリ
イミド層230上に設けられたコイル16a、16bの
厚みは、弾性部材18の厚み方向に略二等分の位置に配
置されることになる。
Therefore, in the elastic member 18, the thicknesses of the coils 16 a and 16 b provided on the second polyimide layer 230 are arranged at substantially equal positions in the thickness direction of the elastic member 18.

【0035】更に、一方の保持枠12においては、駆動
回路と接続するために、絶縁保護用のカバーレイフィル
ム30を付したフレキ基板20上の配線143と、保持
枠12上の接続パッド19とを、既述したように異方導
電性接着剤300を介して接続している。
Further, in one holding frame 12, in order to connect with a drive circuit, a wiring 143 on a flexible substrate 20 provided with a coverlay film 30 for insulating protection, and a connection pad 19 on the holding frame 12 are formed. Are connected via the anisotropic conductive adhesive 300 as described above.

【0036】図3に示すように、図1の光走査装置をB
−B’線に沿った断面で見ると、図2に示す可動板13
を形成する積層構造に対して、左右対対称に同程度のク
リアランスをもって、一対のヨーク14の壁面に固定さ
れた一対のマグネット15を配置している。
As shown in FIG. 3, the optical scanning device of FIG.
When viewed in a cross section along line -B ', the movable plate 13 shown in FIG.
The pair of magnets 15 fixed to the wall surfaces of the pair of yokes 14 are arranged with the same clearance symmetrically in the left-right direction with respect to the laminated structure forming.

【0037】そして、前記一対のマグネット15と、前
記コイル16とにより、前記可動板13に対して電磁力
による振動を与えて駆動する駆動手段(アクチュエー
タ)を構成していてる。
The pair of magnets 15 and the coil 16 constitute a driving means (actuator) for driving the movable plate 13 by applying an electromagnetic force to the movable plate 13.

【0038】次に、このような構成を有する光走査装置
の動作について説明する。前記コイル16a、16bに
は、接続パッド19を介して、図示しない電源より交流
電流が供給される。
Next, the operation of the optical scanning device having such a configuration will be described. An alternating current is supplied to the coils 16a and 16b from a power source (not shown) via the connection pad 19.

【0039】コイル16a、16bを流れる交流電流
は、可動板13の両端近傍に配置された両マグネット1
5が生成する磁揚と相互作用し、コイル16a、16b
には可動板13の両端部近傍で特に大きい電磁力が作用
する。つまり、両マグネット15と、コイル16a、1
6bの一部とにより可動板13を振動させる。
The alternating current flowing through the coils 16a and 16b is applied to both magnets 1 located near both ends of the movable plate 13.
5 interact with the magnetic lift produced by coils 5a,
, A particularly large electromagnetic force acts near both ends of the movable plate 13. That is, both magnets 15 and coils 16a, 1
The movable plate 13 is vibrated by a part of 6b.

【0040】前記コイル16a、16bを流れる電流が
交流であるため、平面状のコイル16a、16bが受け
る力の向きは、周期的に変化する。
Since the current flowing through the coils 16a and 16b is an alternating current, the direction of the force applied to the planar coils 16a and 16b changes periodically.

【0041】ここで、前記第1ポリイミド層220、第
2ポリイミド層230、第3ポリイミド層240の内、
シリコン基板200と接合されていない部分は、相対的
に剛性が低く、これらの部分が板バネ状の弾性部材18
として機能し、可動板13はその厚み方向に振動する。
Here, among the first polyimide layer 220, the second polyimide layer 230, and the third polyimide layer 240,
Portions that are not bonded to the silicon substrate 200 have relatively low rigidity, and these portions are made of leaf spring-like elastic members 18.
The movable plate 13 vibrates in its thickness direction.

【0042】前記可動板13の共振周波数は、この可動
板13と弾性部材18の形状や材質によって一意的に決
まり、この共振周波数に等しい周波数の交流電流をコイ
ルa、16bに供給することにより、可動板13は、そ
の電流値で定まる最大の振幅をもって振動する。
The resonance frequency of the movable plate 13 is uniquely determined by the shapes and materials of the movable plate 13 and the elastic member 18. By supplying an alternating current having a frequency equal to the resonance frequency to the coils a and 16b, The movable plate 13 vibrates with the maximum amplitude determined by the current value.

【0043】そして、前記可動板13上の鏡面17で反
射される光は、可動板13の振動振幅によって定まる偏
向角の範囲内で往復走査され、これにより、図示してい
ないが走査対象物の画像信号を取得する。
The light reflected by the mirror surface 17 on the movable plate 13 is reciprocally scanned within a range of a deflection angle determined by the vibration amplitude of the movable plate 13. Obtain an image signal.

【0044】次に、本実施の形態1に係る光走査装置の
製造方法について、図4(A)乃至図4(I)をも参照
して説明する。
Next, a method of manufacturing the optical scanning device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (A) to 4 (I).

【0045】図4(A)に示すように、面方位が(1,
0,0)面の矩形状のシリコン基板200を用意し、洗
浄後、その表面に低圧CVD装置を用いて、窒化シリコ
ン膜210を成膜する。シリコン基板200の下面側の
窒化シリコン膜210は、ドライエッチングにより部分
的に除去されてパターニングされ、パターニングされた
窒化シリコン膜210は、シリコン基板200から保持
枠12と可動板13を形成する際のマスクとして機能す
る。
As shown in FIG. 4A, the plane orientation is (1, 1).
A rectangular silicon substrate 200 having a (0,0) plane is prepared, and after cleaning, a silicon nitride film 210 is formed on the surface using a low-pressure CVD apparatus. The silicon nitride film 210 on the lower surface side of the silicon substrate 200 is partially removed by dry etching and patterned, and the patterned silicon nitride film 210 is used for forming the holding frame 12 and the movable plate 13 from the silicon substrate 200. Functions as a mask.

【0046】また、上面側の窒化シリコン膜210は、
シリコン基板200から保持枠12と可動板13を形成
する際に、上面の窒化シリコン膜210の上部に作製さ
れる構造体を前記シリコン基板200のエッチングプロ
セスから保護する役割を有する。
The silicon nitride film 210 on the upper surface side is
When the holding frame 12 and the movable plate 13 are formed from the silicon substrate 200, the structure has a role of protecting a structure formed above the silicon nitride film 210 on the upper surface from the etching process of the silicon substrate 200.

【0047】次に、図4(B)に示すように、上面側の
窒化シリコン膜210の上に、第1ポリイミド層220
が形成される。第1ポリイミド層220は、液状のポリ
イミド溶液を、シリコン基板200上に形成した窒化シ
リコン膜210上に印刷法又はスピンコーティング法に
よって均一に塗布し、乾燥・硬化して成膜する。
Next, as shown in FIG. 4B, a first polyimide layer 220 is formed on the silicon nitride film 210 on the upper surface side.
Is formed. The first polyimide layer 220 is formed by uniformly applying a liquid polyimide solution on the silicon nitride film 210 formed on the silicon substrate 200 by a printing method or a spin coating method, and drying and curing the film.

【0048】次に、図4(C)に示すように、第1ポリ
イミド層220の上に、コイル16a、16bが形成さ
れる。コイル16a、16bは、スパッタリングによっ
てアルミを成膜し、これをエッチングによってパターニ
ングして形成される。
Next, as shown in FIG. 4C, the coils 16a and 16b are formed on the first polyimide layer 220. The coils 16a and 16b are formed by forming an aluminum film by sputtering and patterning the film by etching.

【0049】次に、図4(D)に示すように、第1ポリ
イミド層220の上において、コイル16a、16bを
覆う第2ポリイミド層230を形成する。第2ポリイミ
ド層230は、第1ポリイミド層220と同様に、液状
のポリイミド溶液を第1ポリイミド層220上に均一に
塗布し、乾燥・硬化して成膜する。
Next, as shown in FIG. 4D, a second polyimide layer 230 covering the coils 16a and 16b is formed on the first polyimide layer 220. As in the case of the first polyimide layer 220, the second polyimide layer 230 is formed by uniformly applying a liquid polyimide solution on the first polyimide layer 220, drying and curing.

【0050】次に、図4(E)に示すように、第2ポリ
イミド層230の上に、配線142が形成される。配線
142は、スパッタリングされたアルミ膜をエッチング
によりパターニングして形成される。
Next, as shown in FIG. 4E, a wiring 142 is formed on the second polyimide layer 230. The wiring 142 is formed by patterning the sputtered aluminum film by etching.

【0051】この工程においては、図4(C)の工程に
て製造した平面状のコイル16bを跨ぐ形で、配線14
2を形成するため、まず、コイル16bの内周部端部の
上部ポリイミドをエッチングで除去し、除去部分にアル
ミ膜を成膜し、パターニングによって層間の接続を取っ
てから、第2ポリイミド層230上にアルミ膜を成膜
し、パターニングする。
In this step, the wiring 14 is formed so as to straddle the planar coil 16b manufactured in the step of FIG.
In order to form the second polyimide layer 230, first, the upper polyimide at the inner peripheral end of the coil 16b is removed by etching, an aluminum film is formed on the removed portion, and interlayer connection is established by patterning. An aluminum film is formed thereon and patterned.

【0052】次に、図4(F)に示すように、前記配線
142及び第2ポリイミド層230上に、第3ポリイミ
ド層240を形成する。第3ポリイミド層240は、第
1、第2ポリイミド層220、230と同様に、液状ポ
リイミド溶液を第2ポリイミド層230上に均一に塗布
し、乾焼・硬化して成膜する。
Next, as shown in FIG. 4F, a third polyimide layer 240 is formed on the wiring 142 and the second polyimide layer 230. Similarly to the first and second polyimide layers 220 and 230, the third polyimide layer 240 is formed by uniformly applying a liquid polyimide solution on the second polyimide layer 230, and baking and curing it.

【0053】前記第3ポリイミド層240は、弾性部材
18に所定の特性を持たせるように形成されると同時
に、図4(E)に示す工程で製造された配線142が、
空気中に露出して経時変化を起こすことを防ぐ役割、及
び絶縁保護の役割をする。
The third polyimide layer 240 is formed so that the elastic member 18 has predetermined characteristics, and at the same time, the wiring 142 manufactured in the step shown in FIG.
It plays a role in preventing exposure to the air and causing a change with time, and a role of insulating protection.

【0054】更に、第3ポリイミド層240の厚さは、
第1ポリイミド層220と第2ポリイミド層230の厚
さの和に略等しく成膜され、完成状態で、弾性部材18
の内部に存在する配線142が、弾性部材18の厚さ方
向に略二等分の位置に配置される。
Further, the thickness of the third polyimide layer 240 is
A film is formed substantially equal to the sum of the thicknesses of the first polyimide layer 220 and the second polyimide layer 230.
Of the elastic member 18 are arranged at approximately two equally-spaced positions in the thickness direction of the elastic member 18.

【0055】更に、第3ポリイミド層240の鏡面17
に相当する部分に、マスクを介して、クロム、続いてア
ルミ膜を電子シャワー方式の蒸着により成膜して、前記
鏡面17を形成する。
Further, the mirror surface 17 of the third polyimide layer 240
The mirror surface 17 is formed by depositing a chromium film and then an aluminum film by an electron shower method on a portion corresponding to.

【0056】図4(G)に示すように、第3ポリイミド
層240において、接続パッド19の端部上に位置する
部分が、ドライエッチングにより除去される。
As shown in FIG. 4G, the portion of the third polyimide layer 240 located on the end of the connection pad 19 is removed by dry etching.

【0057】尚、前記第1ポリイミド層220、前記第
2ポリイミド層230、前記第3ポリイミド層240の
各層に用いたポリイミドは、それ自体も高剛性である、
例えば、「UイミドタイプA」((株)ユニチカ製)に
対して、平均粒径0.5μmの球状シリカ微粉、例え
ば、「アドマフィンSO−C2」((株)アドマテック
ス製)を、表面処理した上で所定量添加・混和して、ス
クリーン印刷によって塗布し、乾燥・硬化して形成した
ものである。
The polyimide used for each of the first polyimide layer 220, the second polyimide layer 230, and the third polyimide layer 240 has high rigidity itself.
For example, a spherical silica fine powder having an average particle size of 0.5 μm, for example, “Admafin SO-C2” (manufactured by Admatechs) is coated on the surface of “U Imide Type A” (manufactured by Unitika). After processing, a predetermined amount is added and mixed, applied by screen printing, dried and cured to form.

【0058】次に、一対の保持枠12、駆動板13、一
対の保持枠12の両端を各々連結する一対の不要枠40
及び一対の弾性部材18を形成する領域以外の領域を除
去するとともに、図4(H)に示すように、前記シリコ
ン基板200の下面のパターニングされた窒化シリコン
膜210をマスクにして、アルカリ性溶液を用いてシリ
コン基板200の一部を、即ち、前記一対の弾性部材1
8を形成する領域を下面からの異方性エッチングにより
除去する。
Next, the pair of holding frames 12, the driving plate 13, and the pair of unnecessary frames 40 for connecting both ends of the pair of holding frames 12, respectively.
4H, a region other than the region where the pair of elastic members 18 is formed is removed, and as shown in FIG. 4H, an alkaline solution is applied using the patterned silicon nitride film 210 on the lower surface of the silicon substrate 200 as a mask. A part of the silicon substrate 200, that is, the pair of elastic members 1
8 is removed from the lower surface by anisotropic etching.

【0059】この時、第1ポリイミド層220の下にあ
る窒化シリコン膜210は、シリコン基板200がエッ
チングされ貫通した際に、第1ポリイミド層220を保
護するマスク層として働く。
At this time, the silicon nitride film 210 under the first polyimide layer 220 functions as a mask layer for protecting the first polyimide layer 220 when the silicon substrate 200 is etched and penetrated.

【0060】次に、図4(I)に示すように、第1ポリ
イミド層220のマスク層となった窒化シリコン膜21
0の一部を、シリコン基板200のエッチング後、ドラ
イエッチングによって除去する。
Next, as shown in FIG. 4I, the silicon nitride film 21 serving as a mask layer of the first polyimide layer 220 is formed.
After the etching of the silicon substrate 200, a part of 0 is removed by dry etching.

【0061】このように製作した光走査装置を構成する
ユニットを、フレキ基板(フレキシブル基板)20と接
続する。即ち、異方導電性接着剤300を用いて、駆動
回路への配線143が回路形成され、その表面をカバー
レイフィルム30で絶縁保護されているフレキ基板20
と前記ユニットの一方の保持枠12とを熱圧着して接続
した後、これらユニット及びフレキ基板20を、図5に
示すように、前記一対の保持枠12が前記立設片11
a、11bと各々接合する配置で前記支持体11上に固
着する。
The unit constituting the optical scanning device manufactured as described above is connected to a flexible substrate (flexible substrate) 20. That is, the wiring 143 to the drive circuit is formed using the anisotropic conductive adhesive 300, and the flexible substrate 20 whose surface is insulated and protected by the cover lay film 30.
After connecting the unit and the flexible board 20 by thermocompression bonding to one of the holding frames 12 of the unit, as shown in FIG.
a and 11b are fixed on the support 11 in such a manner as to be joined to each other.

【0062】その後に、前記一対の保持枠12の両端部
を各々連結していた一対の不要枠40の部分を機械的に
破壊して除去し、更に、一対の不要枠40を除去した領
域に一対のマグネット15を各々臨ませた状態で、この
マグネット15を支持する一対のヨーク14を支持体1
1の両端に各々取り付けて、図1に示すような本実施の
形態1の光走査装置を得る。
Thereafter, the portions of the pair of unnecessary frames 40 connecting the both ends of the pair of holding frames 12 are mechanically broken and removed, and furthermore, the region where the pair of unnecessary frames 40 is removed is removed. With the pair of magnets 15 facing each other, the pair of yokes 14 supporting the magnets 15 are attached to the support 1.
The optical scanning device according to the first embodiment as shown in FIG.

【0063】尚、前記不要枠40が破壊し易いように、
予めシリコン基板200上にエッチング加工等によって
スクライブライン等を入れておくことが好ましい。
In order to make the unnecessary frame 40 easily breakable,
It is preferable that a scribe line or the like is previously formed on the silicon substrate 200 by etching or the like.

【0064】以上詳述した本実施の形態1に係る光走査
装置によれば、電磁型の駆動方式により、光束径を大き
く取れ、コイル16をパターニング形成することによ
り、可動板13を軽量化でき、高速走査を安定して実現
でき、また、両持ち梁方式でかつねじれ方式を用いるこ
とにより、位置変動の少ない安定した駆動が可能とな
り、更に駆動用のアクチュエータを構成するコイル16
a、16bとマグネット15との位置をより近接化でき
るようにしたことで、高効率、低消費電力型で、耐衝撃
性に優れ、かつ、変位幅が大きい鏡面17を備えた駆動
特性の良好な光走査装置を提供できる。
According to the optical scanning device according to the first embodiment described in detail above, the light beam diameter can be increased by the electromagnetic driving method, and the movable plate 13 can be reduced in weight by patterning the coil 16. , High-speed scanning can be stably realized, and the use of the double-supported beam method and the torsion method enables stable driving with less positional fluctuation.
Since the positions of the a and 16b and the magnet 15 can be made closer to each other, a high-efficiency, low-power-consumption type, excellent impact resistance, and excellent drive characteristics with a mirror surface 17 having a large displacement width are provided. A simple optical scanning device can be provided.

【0065】また、マイクロマシニングによる微細加工
技術を用いて製作することで、保持枠12と弾性部材1
8と可動板13とを、一連の工程で一体に形成できるた
め、その後の組立工程が不要で、超小型の光走査装置を
大量に安価に製作できる。
Further, by manufacturing using a micromachining technique by micromachining, the holding frame 12 and the elastic member 1 are formed.
Since the movable plate 8 and the movable plate 13 can be integrally formed in a series of steps, a subsequent assembling step is not required, and a very small optical scanning device can be mass-produced in large quantities at low cost.

【0066】更に、半導体製造技術を応用しているた
め、寸法精度が高く、従って、特性のばらつきが極めて
少ない光走査装置を製造できる。
Further, since the semiconductor manufacturing technology is applied, an optical scanning device having high dimensional accuracy and very little variation in characteristics can be manufactured.

【0067】また、前記弾性部材18に、有機絶縁材料
であるポリイミドをベースとして用い、その中に無機フ
ィラーとして球状シリカ微粉を混入させ、25℃での引
っ張り弾性率が10GPa以上20GPa以下、使用環
境温度範囲内での前記引っ張り弾性率変動を2GPa以
内に抑えたものを用いることにより、単にシリコン基板
を用いた弾性部材よりも、脆性破壊が起き難いために、
耐衝撃性に優れ、従ってハンドリング性にも優れ、か
つ、大きな偏向角を得ることができ、使用環境温度範囲
内での安定した駆動特性を実現できる。
The elastic member 18 is made of polyimide as an organic insulating material as a base, and spherical silica fine powder is mixed therein as an inorganic filler. The tensile elasticity at 25 ° C. is 10 GPa or more and 20 GPa or less. By using a material in which the variation in the tensile elasticity within the temperature range is suppressed to within 2 GPa, brittle fracture is less likely to occur than an elastic member using a silicon substrate.
It is excellent in impact resistance and therefore excellent in handling properties, and can obtain a large deflection angle, and can realize stable driving characteristics within a use environment temperature range.

【0068】また、コイル16と配線142が、ポリイ
ミド層の表面に表出せず、内部に形成されるため、湿気
や酸化による特性変化を抑えることができる。
In addition, since the coil 16 and the wiring 142 are not exposed on the surface of the polyimide layer but are formed inside, the change in characteristics due to moisture and oxidation can be suppressed.

【0069】尚、25℃での引っ張り弾性率が10GP
a未満だと、フレキシブルな樹脂本来の性質が発現して
しまい、剛性不足で、高速走査を要する光走査装置には
適用できない。
The tensile modulus at 25 ° C. is 10 GP.
If it is less than a, the inherent properties of a flexible resin are exhibited, and the rigidity is insufficient, so that it cannot be applied to an optical scanning device requiring high-speed scanning.

【0070】また、25℃での引っ張り弾性率が20G
Paを超えるようにすると、剛性的には良い傾向である
が、樹脂とフィラーとの接着力が不足して脆くなり、耐
衝撃性が弱くなり、シリコン基板の場合と類似の欠点が
発現してしまう。
The tensile modulus at 25 ° C. is 20 G
When it exceeds Pa, the rigidity tends to be good, but the adhesive strength between the resin and the filler is insufficient and the resin becomes brittle, the impact resistance is weakened, and a defect similar to the case of the silicon substrate appears. I will.

【0071】更に、使用環境温度範囲内での前記引っ張
り弾性率変動が2GPaより大きいと、例えば、−30
℃〜80℃で使用する機器に適用した場合、この110
℃に亙る温度範囲内で、駆動特性がばらつき、温度補償
回路を付け加える必要が生じてしまう。
Further, if the change in the tensile modulus within the temperature range of the use environment is larger than 2 GPa, for example, -30
When applied to equipment used at temperatures between
The driving characteristics vary within a temperature range of ° C., which necessitates the addition of a temperature compensation circuit.

【0072】更に、前記鏡面17とコイル16a、16
bを有する前記構造体を支持体11に固着してから、不
要枠40を除去し、マグネット15を取り付けたヨーク
14を支持体11に取り付ける構造としていることによ
り、ハンドリング性が維持でき、駆動特性も変化させる
ことなく、かつ、コイル16a、16bのマグネット1
5への近接による高効率化も可能となる。
Further, the mirror surface 17 and the coils 16a, 16
b, the unnecessary frame 40 is removed, and the yoke 14 to which the magnet 15 is attached is attached to the support 11, so that handling properties can be maintained and drive characteristics can be maintained. And the magnets 1 of the coils 16a, 16b
5 can also be made more efficient by approaching the position.

【0073】尚、本実施の形態1では、弾性部材18に
おいて、配線142が厚み方向に略二等分の位置に配置
されている。通常、光走査装置の動作時には、弾性部材
18が大きく変形し、その結果応力が発生する。
In the first embodiment, in the elastic member 18, the wiring 142 is arranged at a position approximately equal to the thickness in the thickness direction. Usually, during operation of the optical scanning device, the elastic member 18 is greatly deformed, and as a result, stress is generated.

【0074】前記配線142を弾性部材18の最表層に
形成すると、この応力により繰り返し疲労で断線してし
まうが、本実施の形態1のような構成にすれば、長期信
頼性が得られる。
If the wiring 142 is formed on the outermost layer of the elastic member 18, the stress repeatedly breaks due to the stress. However, according to the structure of the first embodiment, long-term reliability can be obtained.

【0075】尚、本実施の形態1の各構成は、上述した
ものには限定されず、各種の変形、変更が可能である。
例えば、平面状のコイル16a、16bは、スパッタリ
ング成膜とエッチング加工による代わりに、めっき加工
によっても形成できる。この場合は、容易に配線類の厚
膜化ができるため、コイル16a、16bの抵抗値を下
げる一方で巻数を増やして、電磁力を増大することによ
り、前記鏡面17によるより大きい光の偏向角を得るこ
とができる。
Incidentally, the respective structures of the first embodiment are not limited to those described above, and various modifications and changes are possible.
For example, the planar coils 16a and 16b can be formed by plating instead of sputtering and etching. In this case, since the thickness of the wirings can be easily increased, the resistance of the coils 16a and 16b is reduced while the number of turns is increased, and the electromagnetic force is increased. Can be obtained.

【0076】前記ポリイミド各層は、剛性や線膨張係数
等の物性、あるいは溶剤可溶型、光反応型、付加型、熱
可塑型等各層への適用方法により、種々の特性を発現で
きる材料であるため、同一材料を用いる必要はなく、組
み合わせも可能である。
Each layer of the polyimide is a material that can exhibit various characteristics depending on physical properties such as rigidity and linear expansion coefficient, or a method of applying each layer such as a solvent-soluble type, a photoreaction type, an addition type, and a thermoplastic type. Therefore, it is not necessary to use the same material, and a combination is also possible.

【0077】また、樹脂系は、ポリイミド樹脂系に限定
するものではなく、エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系、
ポリエステル樹脂系等、他種の樹脂でも適用できる。
The resin system is not limited to a polyimide resin system, but may be an epoxy resin system, an acrylic resin system,
Other types of resins, such as polyester resin, can also be applied.

【0078】さらに、混入するフィラーも、球状のみな
らず、ウィスカー状、フレーク状、繊維状等、所望の特
性に応じて使い分けることができる。また、フィラーと
しては、シリカのみならず、アルミナや窒化アルミや窒
化硼素等、絶縁性のセラミック微粉や、樹脂粉末等を、
単独又は、組み合わせて用いることもできる。
Further, the filler to be mixed can be properly used not only in a spherical shape but also in a whisker shape, a flake shape, a fibrous shape or the like according to desired characteristics. In addition, as the filler, not only silica, but also alumina, aluminum nitride, boron nitride, etc., insulating ceramic fine powder, resin powder, etc.
They can be used alone or in combination.

【0079】前記ポリイミド各層のパターニングも、レ
ーザーアプレーションを用いる手法等も適用できる。
For the patterning of each layer of the polyimide, a technique using laser ablation can be applied.

【0080】更に、本実施の形態1では、ポリイミド各
層に同一種のポリイミド樹脂を用いたが、構成によって
は、種々のポリイミドとフィラーの組み合わせが各層毎
に異なった適用の方法を用いることができる。
Further, in the first embodiment, the same kind of polyimide resin is used for each layer of polyimide. However, depending on the configuration, a method of applying various combinations of various polyimides and fillers to each layer can be used. .

【0081】本実施の形態1では、前記鏡面17の形成
は、第3ポリイミド層240上に行ったが、中央部分の
ポリイミド層と窒化シリコン膜全てをエッチングで除去
して、シリコン基板200表面を露出させた上で、ここ
にアルミをスパッタリングして成膜しても良い。
In the first embodiment, the mirror surface 17 is formed on the third polyimide layer 240. However, the polyimide layer and the silicon nitride film in the central portion are all removed by etching to remove the surface of the silicon substrate 200. After being exposed, aluminum may be sputtered here to form a film.

【0082】また、本実施の形態1では、前記可動板1
3の上部に鏡面17を形成したが、可動板13と支持体
11との間におけるこの支持体11上に反射光検出回路
等を形成する場合には、可動板13の下面の面上に、金
等からなるの金属薄膜を成膜して鏡面17としても良
い。
In the first embodiment, the movable plate 1
Although the mirror surface 17 is formed on the upper portion of the movable plate 13, when a reflected light detection circuit or the like is formed on the support 11 between the movable plate 13 and the support 11, The mirror surface 17 may be formed by forming a metal thin film made of gold or the like.

【0083】前記フレキ基板20の配線143と、保持
枠12上の接続パッド19との接続は、ワイヤーボンデ
ィングして樹脂封止する方式も採用可能である。
The connection between the wiring 143 of the flexible substrate 20 and the connection pad 19 on the holding frame 12 may be made by a method of resin bonding by wire bonding.

【0084】更に、可動板13の駆動方法は、共振周波
数に等しい交流電流による往復運動には限定されず、例
えば可変の周波数による駆動、直流電流による駆動で静
的な位置決めを行うこと等も可能である。
Further, the method of driving the movable plate 13 is not limited to the reciprocating motion using an alternating current equal to the resonance frequency. For example, it is possible to perform static positioning by driving using a variable frequency or driving using a direct current. It is.

【0085】(実施の形態2)次に、図6を参照して本
発明の実施の形態2について説明する。実施の形態1の
場合と同様にして可動板13を製作する際に、本実施の
形態2では可動板13の振動軸に対して軸対称な位置
に、図6に示すような一対の貫通孔400を設ける。こ
れ以外は、実施の形態1の場合と同様にして光走査装置
を製作した。
(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. When the movable plate 13 is manufactured in the same manner as in the first embodiment, in the second embodiment, a pair of through holes as shown in FIG. 400 are provided. Otherwise, the optical scanning device was manufactured in the same manner as in the first embodiment.

【0086】尚、前記貫通孔400は、全層の積層終了
後に、エッチングやレーザーアブレーション等で形成す
る。
The through-hole 400 is formed by etching, laser ablation, or the like after completion of lamination of all layers.

【0087】このように、可動板13に対して前記貫通
孔400を設けたことにより、可動板13自身の重量を
軽量化できる上、振動時に可動板13が受ける空気抵抗
を極力少なくすることができ、可動板13や弾性部材1
8への負荷が低減でき、より安定した長寿命の光走査装
置を提供することができる。
As described above, by providing the through hole 400 for the movable plate 13, the weight of the movable plate 13 itself can be reduced, and the air resistance received by the movable plate 13 during vibration can be reduced as much as possible. The movable plate 13 and the elastic member 1
8 can be reduced, and a more stable and long-life optical scanning device can be provided.

【0088】(実施の形態3)次に、図7を参照して本
発明の実施の形態3について説明する。既述した実施の
形態1では、可動板13の形状が、可動板13の振動軸
に対して軸対称な矩形状としたが、本実施の形態3で
は、図7に示すように、保持枠12における弾性部材1
8が分岐する交差線部分から、可動板13の両端(両自
由端)先端に向かって、可動板13の振動軸に対して対
称な稜線を有する略六角形状となるように可動板13を
形成し、また、一対の弾性部材18としては、保持枠1
2から弾性部材18が分岐する交差線部分の寸法(保持
枠12と弾性部材18とを連結する部分の寸法)を、例
えば前記可動板13の全長(例えば可動板13における
両弾性部材18との連結部分間の寸法)の1/10以下
の極短いものとした以外は、記述した実施の形態1の場
合と同様にして光走査装置を製作した。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described first embodiment, the shape of the movable plate 13 is a rectangular shape that is axially symmetric with respect to the vibration axis of the movable plate 13, but in the third embodiment, as illustrated in FIG. Elastic member 1 in 12
The movable plate 13 is formed so as to have a substantially hexagonal shape having a symmetrical ridge line with respect to the vibration axis of the movable plate 13 from the intersection line portion where the branch 8 branches toward the ends of both ends (both free ends) of the movable plate 13. The holding frame 1 is used as the pair of elastic members 18.
The size of the crossing line portion where the elastic member 18 branches from 2 (the size of the portion connecting the holding frame 12 and the elastic member 18) is set to, for example, the entire length of the movable plate 13 (for example, An optical scanning device was manufactured in the same manner as in the first embodiment described above, except that the length was extremely short, that is, 1/10 or less of the dimension between the connecting portions.

【0089】尚、前記弾性部材18は、可動板13の全
量量を支えるために、実施の形態1で適用した厚さより
も若干厚くするか、剛性の高いものを使用すると良い。
In order to support the entire amount of the movable plate 13, the elastic member 18 may be slightly thicker than the thickness applied in the first embodiment or a member having high rigidity may be used.

【0090】このように、本実施の形態3においては弾
性部材18の寸法を、極力短く形成したために、可動板
13のサイズが比較的大きい場合に、可動板13の重量
によって弾性部材18が撓んでしまい、可動板13の自
由端位置が安定しなくなるといった不都合を回避するこ
とができる。
As described above, in the third embodiment, since the size of the elastic member 18 is made as short as possible, when the size of the movable plate 13 is relatively large, the elastic member 18 is bent by the weight of the movable plate 13. Inconvenience that the free end position of the movable plate 13 becomes unstable can be avoided.

【0091】(実施の形態4)次に、実施の形態4につ
いて説明する。既述した実施の形態1で、ポリイミド樹
脂に無機フィラーを混入させたものをスクリーン印刷し
て硬化させて、第1乃至第3ポリイミド層210、22
0、230を形成したが、本実施の形態4では、焼成す
るとセラミック化する感光性絶縁ペースト、例えば、
「NTPペースト」(日本電気環境エンジニアリング
(株)製)を、前記各ポリイミド層毎にスクリーン印刷
で塗布し、100℃で1時間乾燥後、本来ならば400
℃で5分と、920℃で7分ステップ焼成するところ
を、250℃、1時間の半焼成を行って、脱ガスし、比
較的安定な樹脂分のみを残留させて、フォトリソグラフ
ィーにてパターニングして前記弾性部材を含む各ポリイ
ミド層を形成した。これ以外は、実施の形態1と同様に
して光走査装置を製作した。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described. In the first embodiment described above, the first to third polyimide layers 210 and 22 are formed by screen-printing a polyimide resin mixed with an inorganic filler and curing the same.
However, in Embodiment 4, a photosensitive insulating paste that becomes ceramic when fired, for example,
“NTP paste” (manufactured by NEC Corporation) is applied to each of the polyimide layers by screen printing, dried at 100 ° C. for one hour, and
5 minutes at 5 ° C. and 7 minutes at 920 ° C., half-baked at 250 ° C. for 1 hour to degas and leave only a relatively stable resin and pattern by photolithography Thus, each polyimide layer including the elastic member was formed. Except for this, the optical scanning device was manufactured in the same manner as in the first embodiment.

【0092】本実施の形態4によると、パターニング工
程が簡便になる上、半焼成条件の制御により、前記弾性
部材の引っ張り弾性率を制御し易いという利点がある。
According to the fourth embodiment, there is an advantage that the patterning step is simplified and the tensile elastic modulus of the elastic member can be easily controlled by controlling the semi-sintering conditions.

【0093】以上説明した本発明によれば、以下の構成
を付記することができる。
According to the present invention described above, the following configuration can be added.

【0094】(付記1)一対の立設片を有する支持体
と、前記支持体の一対の立設片上に設けた一対の保持枠
と、少なくとも一方の面に光を反射するための鏡面が形
成されとともに駆動手段を構成する平面状のコイルが形
成された可動板と、この可動板の対向辺と前記一対保持
枠との間を各々両持ち梁状に連結する一対の弾性部材
と、前記可動板に形成したコイルに磁力を作用させて可
動板を駆動する駆動手段を構成するマグネットとを有
し、前記保持枠、可動板及び弾性部材を一つの基板上に
ユニットとして一体形成した光走査装置であって、前記
弾性部材が高分子樹脂中にフィラーを含有したものから
なり、25℃での引っ張り弾性率が10GPa以上20
GPa以下であり、使用環境温度範囲内での引っ張り弾
性率変動が2GPa以内であることを特徴とする光走査
装置。この構成によれば、光走査装置自体のハンドリン
グ性に優れ、衝撃にも耐え、所望の駆動特性を使用温度
域で安定して得ることができる光走査装置を提供でき
る。
(Appendix 1) A support having a pair of standing pieces, a pair of holding frames provided on the pair of standing pieces of the support, and a mirror surface for reflecting light on at least one surface are formed. A movable plate on which a planar coil forming driving means is formed, and a pair of elastic members connecting the opposing sides of the movable plate and the pair of holding frames in a doubly-supported beam shape respectively; An optical scanning device having a magnet constituting driving means for driving a movable plate by applying a magnetic force to a coil formed on the plate, wherein the holding frame, the movable plate and the elastic member are integrally formed as a unit on one substrate Wherein the elastic member is made of a polymer resin containing a filler, and has a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 10 GPa or more and 20 GPa or more.
An optical scanning device having a GPa or less and a change in tensile elasticity within a use environment temperature range of 2 GPa or less. According to this configuration, it is possible to provide an optical scanning device that is excellent in handling properties of the optical scanning device itself, withstands impact, and can stably obtain desired driving characteristics in a use temperature range.

【0095】(付記2)前記可動板には貫通孔が形成さ
れていることを特徴とする付記1記載の光走査装置。こ
の構成によれば、可動板の軽量化が可能で、振動時に可
動板が受ける空気抵抗を極力少なくすることができ、可
動板や弾性部材への負荷が低減でき、より安定した長寿
命の光走査装置を提供することができる。
(Supplementary note 2) The optical scanning device according to supplementary note 1, wherein a through hole is formed in the movable plate. According to this configuration, the weight of the movable plate can be reduced, the air resistance applied to the movable plate during vibration can be reduced as much as possible, the load on the movable plate and the elastic member can be reduced, and a more stable long-life light A scanning device can be provided.

【0096】(付記3)前記可動板は略六角形状に形成
され、この可動板の対向辺と前記一対保持枠との間を各
々両持ち梁状に連結する一対の弾性部材は、可動板の対
向辺間の寸法の1/10程度の短寸法に形成されている
ことを特徴とする付記1記載の光走査装置。この構成に
よれば、可動板のサイズが比較的大きい場合に、可動板
の重量によって弾性部材が撓んでしまい、可動板の自由
端位置が安定しなくなるといった不都合を回避すること
ができる。
(Supplementary Note 3) The movable plate is formed in a substantially hexagonal shape, and a pair of elastic members for connecting the opposing sides of the movable plate and the pair of holding frames in a doubly-supported beam shape are formed of a movable plate. 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is formed to have a short dimension of about 1/10 of a dimension between opposing sides. According to this configuration, when the size of the movable plate is relatively large, it is possible to avoid such a disadvantage that the elastic member is bent by the weight of the movable plate and the free end position of the movable plate becomes unstable.

【0097】[0097]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、光走査装
置自体のハンドリング性に優れ、衝撃にも耐え、所望の
駆動特性を使用温度域で安定して得ることができる光走
査装置を提供できる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical scanning device which is excellent in handleability of the optical scanning device itself, withstands impact, and can stably obtain desired driving characteristics in a use temperature range. Can be provided.

【0098】請求項2記載の発明によれば、安定しかつ
高効率な駆動特性を実現できる光走査装置を製造するこ
とができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to manufacture an optical scanning device capable of realizing stable and highly efficient driving characteristics.

【0099】請求項3記載の発明によれば、ハンドリン
グ性を高め、耐衝撃性に優れ、所望の駆動特性を使用温
度域で安定して実現することが可能な光走査装置を製造
することができる。
According to the third aspect of the present invention, it is possible to manufacture an optical scanning device capable of improving handling properties, having excellent impact resistance, and stably realizing desired driving characteristics in a use temperature range. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1に係る光走査装置の概略
構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an optical scanning device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す光走査装置の中心軸線であるA−A
線に沿った断面図である。
FIG. 2 is a central axis AA of the optical scanning device shown in FIG. 1;
It is sectional drawing along the line.

【図3】図1のB−B’線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図4】実施の形態1に係る光走査装置の製造工程を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the optical scanning device according to the first embodiment.

【図5】実施の形態1に係る光走査装置の実装工程の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a mounting process of the optical scanning device according to the first embodiment.

【図6】実施の形態2に係る光走査装置の変形例を示す
斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a modification of the optical scanning device according to the second embodiment.

【図7】実施の形態3に係る光走査装置の変形例を示す
斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a modification of the optical scanning device according to the third embodiment.

【図8】従来のガルバノミラーの平面図である。FIG. 8 is a plan view of a conventional galvanometer mirror.

【図9】図8のC−C線に沿った断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 支持体 12 保持枠 13 可動板 13 可動部 14 ヨーク 15 マグネット 16 コイル 16a コイル 16b コイル 17 鏡面 18 弾性部材 19 接続パッド 20 フレキ基板 30 カバーレイフィルム 40 不要枠 142 配線 143 配線 200 シリコン基板 210 窒化シリコン膜 220 第1ポリイミド層 230 第2ポリイミド層 240 第3ポリイミド層 300 異方導電性接着剤 400 貫通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Support body 12 Holding frame 13 Movable plate 13 Movable part 14 Yoke 15 Magnet 16 Coil 16a Coil 16b Coil 17 Mirror surface 18 Elastic member 19 Connection pad 20 Flexible board 30 Coverlay film 40 Unnecessary frame 142 Wiring 143 Wiring 200 Silicon substrate 210 Silicon nitride Film 220 first polyimide layer 230 second polyimide layer 240 third polyimide layer 300 anisotropic conductive adhesive 400 through hole

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の立設片を有する支持体と、前記支
持体の一対の立設片上に設けた一対の保持枠と、少なく
とも一方の面に光を反射するための鏡面が形成された可
動板と、この可動板の対向辺と前記一対保持枠との間を
各々両持ち梁状に連結する一対の弾性部材と、前記可動
板を変位駆動する駆動手段とを有し、前記保持枠、可動
板及び弾性部材を一つの基板上に一体形成した光走査装
置であって、 前記弾性部材が高分子樹脂中にフィラーを含有したもの
からなり、25℃での引っ張り弾性率が10GPa以上
20GPa以下であり、使用環境温度範囲内での引っ張
り弾性率変動が2GPa以内であることを特徴とする光
走査装置。
1. A support having a pair of standing pieces, a pair of holding frames provided on the pair of standing pieces of the support, and a mirror surface for reflecting light on at least one surface. A movable plate, a pair of elastic members for connecting the opposite side of the movable plate and the pair of holding frames to each other in a doubly-supported beam shape, and driving means for driving the movable plate to be displaced; An optical scanning device in which a movable plate and an elastic member are integrally formed on a single substrate, wherein the elastic member is made of a polymer resin containing a filler, and has a tensile elastic modulus at 25 ° C. of 10 GPa or more and 20 GPa. An optical scanning device according to claim 1, wherein a variation in tensile elasticity within a use environment temperature range is within 2 GPa.
【請求項2】 一対の平行な保持枠と、少なくとも一方
の面に光を反射するための鏡面が形成されるとともに駆
動手段を構成する平面状のコイルが形成された矩形状の
可動板と、この可動板の対向辺の中央部と前記一対の保
持枠との間を各々両持ち梁状に連結する一対の弾性部材
と、前記可動板の外側を占める位置で前記一対の保持枠
の両端間を各々連結する一対の不要枠とからなるユニッ
トを半導体製造プロセスにより一体形成する工程と、 このユニットの一対の保持枠を、支持体に設けた一対の
立設片上に各々固着して前記ユニットを支持体上に配置
する工程と、 前記ユニットの一対の不要枠を除去する工程と、 一対の不要枠が除去された前記可動板の外側の領域に各
々駆動手段を構成するマグネットを前記可動板に近接し
て臨ませた状態でこの各マグネットを支持する一対のヨ
ークを前記支持体両端に取り付ける工程と、 を含むことを特徴とする光走査装置の製造方法。
2. A rectangular movable plate having a pair of parallel holding frames, a mirror surface for reflecting light formed on at least one surface thereof, and a planar coil forming driving means formed thereon, A pair of elastic members that respectively connect the center of opposing sides of the movable plate and the pair of holding frames in a doubly supported manner, and a position between the ends of the pair of holding frames at a position occupying the outside of the movable plate. Integrally forming a unit consisting of a pair of unnecessary frames for connecting the respective units by a semiconductor manufacturing process; and fixing a pair of holding frames of the unit on a pair of standing pieces provided on a support, respectively, to thereby form the unit. A step of disposing a pair of unnecessary frames of the unit; a step of removing a pair of unnecessary frames of the unit; Close-up view Attaching a pair of yokes supporting each of the magnets to both ends of the support in a state.
【請求項3】 前記弾性部材は、半導体製造プロセスに
よって、高分子樹脂中にフィラーを含有したものからな
り、25℃での引っ張り弾性率が10GPa以上20G
Pa以下であり、使用環境温度範囲内での引っ張り弾性
率変動が2GPa以内に形成されていることを特徴とす
る請求項2記載の光走査装置の製造方法。
3. The elastic member is made of a polymer resin containing a filler by a semiconductor manufacturing process, and has a tensile modulus at 25 ° C. of 10 GPa or more and 20 GPa or more.
3. The method of manufacturing an optical scanning device according to claim 2, wherein the variation in tensile elasticity within the operating environment temperature range is within 2 GPa.
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