JP2003215491A - ガルバノミラー及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で容易に製作することができる
とともに、光の反射性及び駆動性について高い性能を有
する小型のガルバノミラーを提供する。 【解決手段】 トーションバー４のねじり変形によっ
てミラー可動部２が揺動可能となるように支持されてい
る。ミラー可動部の上面にはミラー面７が形成され、下
面には硬磁性体層９が形成されている。一方、上記ミラ
ー可動部と対向する支持基板１上には、ミラー可動部と
対向する位置に複数の平面コイル１０が形成されてお
り、これらに通電することによってミラー可動部を駆動
することができる。ミラー面は、ミラー可動部の上面の
ほぼ全域に大きく設けられるとともに、硬磁性体層がコ
イルと近接しており、効率のよい駆動が可能となる。ま
た、ミラー可動部は、シリコーンオイル等の粘性液体の
上に支持し、トーションバー等を設けることなく、任意
の方向に揺動可能な構造とすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願に係る発明は、オプティ
カルスキャナ等において用いられ、光を揺動するミラー
で反射して走査ビームを得るガルバノミラーに係り、特
に簡単な構造で小型化に適したガルバノミラーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザーダイオード等を光源とし、可動
ミラーで光を反射して走査ビームとするオプティカルス
キャナが、バーコードリーダ、プリンタ、電子写真式の
複写機等各種光学的機器に用いられている。上記可動ミ
ラーとしては、ポリゴンミラー又はガルバノメータが一
般に知られているが、ポリゴンミラーは、複数の反射ミ
ラーを取り付けた回転体をモータによって高速回転する
ものであり、小型化が難しいと言う問題点を有してい
る。また、ガルバノメータは、アクチュエータとして組
み込まれたコイルの変形を利用してミラーを駆動するも
のであるが、小型化を図るにはやはり構造上の難点があ
る。

【０００３】このような事情から、小型化が容易なガル
バノミラーが、例えば特開平７−１７５００５号公報に
提案されている。上記公報に提案されているガルバノミ
ラーは、半導体素子製造プロセスを使用して半導体基板
にミラー可動部を形成したものである。このミラー可動
部は、支持基板に対して細い軸部材であるトーションバ
ーを介して支持され、トーションバーのねじり変形によ
ってこの軸線回りに揺動が可能となっている。そして、
この板状のミラー可動部の中央部にミラーが設けられ、
その周囲にコイルを設けるとともに、支持基板の上記コ
イルと対向する位置に、永久磁石が設けられている。し
たがって、コイルに通電することにより、ミラー可動部
が駆動される。

【０００４】さらに、上記公報には、ミラー可動部には
コイルを設けず、ミラーの周囲に永久磁石の薄層を設
け、対向する支持基板側にコイルを設けるガルバノミラ
ーも提案されている。これらのガルバノミラーでは、小
型化が容易であり、これによってレーザースキャニング
システム及びレーザ応用機器等を小型化することが可能
となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のガルバノミラーには次のような問題点があ
る。ミラー可動部にコイルを設けたガルバノミラーで
は、コイルに通電するための導電線を支持基板から細い
トーションバーを介してミラー可動部に配設しなければ
ならない。このため、繰り返しねじり変形が生じるトー
ションバーの軸線方向に導電線を配置することになり、
加工に高い精度が要求されるとともに欠陥も生じ易くな
る。特に、二次元方向に揺動が可能なガルバノミラーで
は、一方向に揺動可能に支持された板状の可動部の中
に、該可動部の揺動の方向と直角の方向に揺動する第２
の可動部を設けることになる。このため、ますます構造
は複雑なものとなってしまう。

【０００６】一方、揺動するミラー可動部にはコイルを
設けず、永久磁石の薄層を設けるガルバノミラーでは、
ミラー可動部にコイルを設けることによる問題点は解消
されているが、永久磁石の薄層をミラー面の周囲に設け
ているので、ミラー可動部の面積が大きくなってしま
う。つまり、ミラーの面積を充分に確保するとともに、
充分な磁界が得られる磁石層をその周囲に設けると、揺
動するミラー可動部の面積を大きくしなければならな
い。また、磁石層を磨いて反射面とすることも考えられ
るが、磁石材料が黒色等の材料では光学的反射率が低く
なり、ガルバノミラーとしての性能が低下してしまう。

【０００７】本願に係る発明は、上記のような事情に鑑
みてなされたものであり、その目的は、簡単な構造で容
易に製作することができるとともに、光の反射性及び駆
動性について高い性能を有する小型のガルバノミラーを
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に係る発明は、 支持基板上で揺動可能に
支持された揺動基板を備え、該揺動基板上に設けられた
ミラー面に入射する光を反射し、光走査するガルバノミ
ラーであって、 前記揺動基板は、一方の面にミラー面
が形成され、他方の面上には硬磁性体層が形成されてお
り、該硬磁性体層が設けられた面が、前記支持基板と間
隔をおいて対向するように支持され、前記支持基板上の
前記揺動基板と対応する位置にコイルが設けられている
ガルバノミラーを提供する。

【０００９】このガルバノミラーでは、揺動基板にコイ
ルを設ける必要がなく、構造が簡単となって製造コスト
を低減することが可能となる。また、揺動基板の表面に
ミラーを設け、裏面に硬磁性体層を設けるものであり、
揺動基板の面積を小さくしてもミラー面及び硬磁性体層
の面積を充分に確保することができる。さらに、揺動基
板の裏側には支持基板が対向し、この支持基板上にコイ
ルが設けられているので、揺動基板の裏面に設けられた
硬磁性体層はコイルと近接して対向し、強い電磁力を発
生させることができる。したがって、ガルバノミラーが
小型化されるとともに、揺動基板が効率よく確実に駆動
される。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
ガルバノミラーにおいて、 前記硬磁性体層は、前記揺
動基板上に形成された軟磁性体層に積層して形成されて
いるものとする。

【００１１】このガルバノミラーでは、軟磁性体層に積
層して硬磁性体層が形成されているので、磁化された硬
磁性体層から生じる磁束は、軟磁性体層に捕捉されて散
逸し難くなる。したがって、コイルが設けられた位置に
強い磁界を形成することができ、揺動基板を効率よく駆
動することが可能となる。

【００１２】請求項３に係る発明は、 支持基板上で揺
動可能に支持された揺動基板を備え、該揺動基板上に設
けられたミラー面に入射する光を反射し、光走査するガ
ルバノミラーの製造方法であって、 前記揺動基板を形
成するための板状部材上にミラー面を形成する工程と、
前記板状部材を前記揺動基板の形状及び寸法に合わせ
て成形する工程と、 作成された形状の揺動基板の、前
記ミラー面が形成された面と反対側の面上に、硬磁性体
層を形成する工程と、 前記揺動基板とは別途に製作さ
れた支持基板上にコイルを形成する工程と、 前記支持
基板上のコイルに、前記硬磁性体層が対向するように前
記揺動基板を支持する工程とを有するガルバノミラーの
製造方法を提供するものである。

【００１３】この方法では、ミラー面が形成された揺動
基板の反対側の面に硬磁性体層を形成し、コイルが設け
られた支持基板を上記硬磁性体層と対向するするように
組み合わせるので、硬磁性体層と誘導コイルとが近接対
向する構造を容易に製作することができる。

【００１４】請求項４に係る発明は、 請求項３に記載
のガルバノミラーの製造方法において、 前記硬磁性体
層は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂バ
インダーと、ＳmＣo₅系磁性紛、Ｓm₂Ｃo₁₇系磁性粉、Ｓ
mＦeＮ系磁性粉及びＮdＦeＢ系磁性粉から選ばれた少な
くとも１種を含有する組成物を、スクリーン印刷又はデ
ィッピングして硬化もしくは固化し、厚さ０．５mm以下
の薄膜状に形成するものである。

【００１５】また、請求項５に係る発明は、 請求項３
に記載のガルバノミラーの製造方法において、 前記硬
磁性体層は、ＳmＣo₅系磁性体、Ｓm₂Ｃo₁₇系磁性体、Ｓ
mＦeＮ系磁性体及びＮdＦeＢ系磁性体から選ばれた少な
くとも１種を含有する材料を、スパッタリングあるいは
蒸着により、厚さ０．５mm以下の薄膜状に形成するもの
である。

【００１６】これらの方法では、揺動基板上に硬磁性体
層を精度よく形成することができる。そして、硬磁性体
層の厚さが０．５ｍｍ以下であっても強い磁界を形成す
ることができる。

【００１７】請求項６に係る発明は、 支持基板上で揺
動可能に支持された揺動基板を備え、該揺動基板上に設
けられたミラー面に入射する光を反射し、光走査するガ
ルバノミラーであって、 前記支持基板上にコイルが設
けられ、 前記揺動基板には、硬磁性体層と光を反射す
るミラー面とが形成され、前記支持基板上に形成された
液体層に支持されているガルバノミラーを提供する。

【００１８】このガルバノミラーでは、揺動基板が支持
基板上に液体を介して支持されており、液体上に浮いた
状態又は表面張力によって支持された状態となってい
る。したがって、トーションバー等の軸部材で揺動基板
を支持する必要がない。また、揺動基板は支持基板上で
全ての方向に揺動が可能となる。このため、揺動基板の
構造を簡単にすることができ、二次元方向に揺動可能な
ガルバノミラーを小型化することが可能となる。また、
製造工程を簡略化することができ、コストを低減するこ
とができる。

【００１９】請求項７に係る発明は、請求項６に記載の
ガルバノミラーにおいて、 前記揺動基板は、表面がミ
ラー面となっており、 前記液体層と接触する裏面に硬
磁性体層が形成されているものとする。

【００２０】このガルバノミラーでは、揺動基板の表面
にミラーを設け、裏面に硬磁性体層を設けるので、揺動
基板の面積を小さくしてもミラー面及び硬磁性体層の面
積を充分に確保することができる。さらに、揺動基板の
裏側に設けた硬磁性体層は支持基板上に設けたコイルと
近接して対向するものであり、強い電磁力を発生させて
揺動基板を効率よく駆動することができる。

【００２１】請求項８に係る発明は、請求項６に記載の
ガルバノミラーにおいて、 前記揺動基板は、ほぼ円形
となっており、 前記硬磁性体層は、該揺動基板の周方
向に複数に分割して形成され、 前記支持基板上のコイ
ルは、前記硬磁性体層の分割されたそれぞれに対向する
ように設けられているものとする。

【００２２】このガルバノミラーでは、支持基板上に形
成された複数のコイルに適切に通電することにより、揺
動基板を任意の方向に円滑に揺動させることができる。

【００２３】請求項９に係る発明は、請求項６に記載の
ガルバノミラーにおいて、 前記液体は、動粘度が２０
°Ｃで、５×１０^-6 ｍ² ／ｓ以上、０．５ ｍ²／ｓ以
下［５ｃＳｔ（センチストークス）以上、５０万ｃＳｔ
以下］であるものとする。

【００２４】揺動基板を支持する液体の動粘度を上記範
囲とすることによって、揺動基板を支持基板上に確実に
支持するとともに、電磁力によって揺動基板を円滑かつ
確実に駆動することができる。

【００２５】請求項１０に係る発明は、請求項６に記載
のガルバノミラーにおいて、 前記揺動基板上に連続し
た軟磁性体層が形成され、その上に前記硬磁性体層が形
成されているものとする。

【００２６】このガルバノミラーでは、硬磁性体層が軟
磁性体層に積層されているので、磁化された硬磁性体層
から生じる磁束は、軟磁性体層に捕捉されて散逸し難く
なる。したがって、コイルが設けられた位置に強い磁界
を形成することができ、揺動基板を効率よく駆動するこ
とが可能となる。

【００２７】請求項１１に係る発明は、請求項６に記載
のガルバノミラーにおいて、 前記支持基板上に、前記
揺動基板と対向する領域の周囲を取り囲み、該支持基板
と該揺動基板との間に充填されている液体を保持する液
体貯留堰が形成されているものとする。

【００２８】このガルバノミラーでは、支持基板上で液
体の流動を規制することができ、揺動基板の支持を安定
したものとすることができる。したがって、傾斜した状
態や、振動する状態でも安定して使用することが可能と
なる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本願に係る発明の実施の形
態を図に基づいて説明する。図１は、請求項１又は請求
項２に係る発明の一実施形態であるガルバノミラーの平
面図及び断面図である。このガルバノミラーは、ガラス
基板１と、このガラス基板１上に間隔をおいて対向する
ように支持されたミラー可動部２と、上記ガラス基板１
上に融着され、上記ミラー可動部２を取り囲むように形
成された枠体３とを有するものであり、ミラー可動部２
は、細い軸状の部材であるトーションバー４によって上
記枠体３と連結され、この軸線回りに回動が可能に支持
されている。

【００３０】上記ミラー可動部２は、矩形のシリコン基
板５の上面に酸化膜６が形成され、その上にアルミニウ
ムの薄層７が蒸着によって形成されており、このアルミ
ニウムの薄層７の上面がミラー面となる。また、上記シ
リコン基板５の下側には、軟磁性体層８及び硬磁性体層
９が積層されており、軟磁性体層８は、シリコン基板５
のほぼ全域に形成されている。硬磁性体層９は、図１
（ａ）中に破線で示すようにトーションバー４の軸線の
両側に２つの領域に分けて形成され、それぞれは、シリ
コン基板の面と平行な方向にＳ−Ｎ極及びＮ−Ｓ極が生
じるように磁化されている。なお、硬磁性体層９は、厚
さ方向すなわちシリコン基板５の面と垂直な方向に磁化
されていてもよい。

【００３１】上記軟磁性体層８は、例えば遷移金属元素
やその化合物からなる透磁率が２以上の材料からなるも
のであり、蒸着やスパッタリング、スクリーン印刷、デ
ィッピングなど種々の方法によって形成することができ
る。また、硬磁性体層９は、例えば、希土類元素、鉄、
コバルト等から選ばれた１種又は複数種の磁石材料を薄
膜状に形成したものであり、特に、ＳmＣo₅系磁石材
料、ＮdＦeＢ系磁石材料、ＳmＦeＮ系磁石材料等を用い
ることが好ましい。また、これらの硬磁性体は、バルク
状のものを接着しても良いが、駆動するミラーの重量等
を勘案すると、厚さ０．５ｍｍ以下の薄膜状であること
が好ましい。

【００３２】この薄膜状の硬磁性体を形成する方法に
は、スクリーン印刷、ディッピング法あるいはスパッタ
リング法等などがあり、これらの方法でシリコン基板５
上に薄膜状の硬磁性体層９を形成すれば、シリコン基板
５と硬磁性体層９とを接着する必要もなくなり、簡便に
薄膜状の硬磁性体層９を形成することができる。特に、
熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる樹脂バインダ
ーとＳmＣo₅系磁性粉、Ｓm₂Ｃo₁₇系磁性粉、ＳmＦeＮ系
磁性粉、ＮdＦeＢ系磁性粉から選ばれた少なくとも１種
を含有する組成物を、スクリーン印刷又はディッピング
して硬化もしくは固化させ、シリコン基板上に厚さ０．
５ｍｍ以下の薄膜を形成する方法は、大型の成膜装置等
を必要とせず、安価に硬磁性体層を形成できるので特に
好ましい。

【００３３】また、ＳmＣo₅系磁性体、Ｓm₂Ｃo₁₇系磁性
体、ＳmＦeＮ系磁性体、ＮdＦeＢ系磁性体から選ばれた
少なくとも１種を含有したターゲットを用い、スパッタ
リングあるいは蒸着によって、厚さ０．５ｍｍ以下の薄
膜をシリコン基板上に形成することで、シリコン基板と
硬磁性体を接着する必要もなく、簡易に薄膜状の硬磁性
体を形成することができる。

【００３４】一方、上記ミラー可動部２のシリコン基板
５は、トーションバー４及び枠体のシリコン部分１１と
連続し一体に成形されたものであり、トーションバーの
ねじり変形によってミラー部が揺動するものである。

【００３５】上記ガラス基板１の上面の、硬磁性体層９
と対向する部分には、コイル１０が形成されており、そ
れぞれに通電することによって電磁力を生じ、ミラー可
動部２を駆動するようになっている。なお、符号１２
は、枠体のシリコン部分をガラス基板１との間に挟み込
むように形成された第２のガラス基板である。

【００３６】上記のようなガルバノミラーでは、ガラス
基板１上に形成されたコイル１０とミラー可動部２の硬
磁性体層９とが直接に対向し、近接して配置されている
ので、磁化された硬磁性体層９による磁界はコイル１０
の位置で高い磁束密度を有するものとなる。また、硬磁
性体層９の下側にある軟磁性体層８によって磁束が誘導
され、さらに有効な磁界が形成されている。したがっ
て、コイル１０への通電により強い電磁力が発生し、効
率よくミラー可動部２が駆動される。

【００３７】また、ミラー可動部２の表面に形成された
アルミニウムの薄層７は、高い反射率を有するととも
に、ミラー可動部２のほぼ全域に設けられ、ミラー可動
部２の面積が小さくても反射ミラーとして充分な面積が
確保されている。

【００３８】次に上記ガルバノミラーの製造方法につい
て説明する。この方法は、図２及び図３に示すように、
半導体素子の製造プロセスを利用してシリコン基板を加
工することにより、揺動するミラー可動部を形成するも
のである。

【００３９】まず、図２（ａ）に示すように、厚さ３０
０μｍのシリコン基板102の上下面を熱酸化し、厚さが
１μｍの酸化膜101を形成する。次に、ミラー可動部
（可動板部分）とその周囲の枠体とを隔てるためにシリ
コン基板を貫通させる部分121のパターンをフォトリソ
グラフにより形成し、この貫通させる部分121の酸化膜1
01をエッチングによって除去する［図２（ｂ）］。上記
ミラー可動部の大きさは、１３ｍｍ×６ｍｍとする。そ
して、ミラー可動部の裏面側（硬磁性体層を形成する側
の面、図２における上側の面）に形成された酸化膜101
ａの一部を、エッチングにより除去し、この部分の酸化
膜101ａを薄くする［図２（ｃ）］。

【００４０】続いて、表面側（反射ミラーを設ける側の
面、図２における下側の面）にワックス層103を設けた
後、裏面側からシリコン基板を貫通させる部分121に異
方性エッチングを行う［図２（ｄ）］。この異方性エッ
チングが所定の深さまで進行したところで、ミラー可動
部の薄くなった酸化膜101ａを除去する［図２
（ｅ）］。そして、さらに裏面側にエッチングを施し、
貫通させる部分121とミラー可動部とを段差が生じた状
態でエッチングを進行させる［図２（ｆ）］。

【００４１】裏面側からのエッチングがさらに進行した
段階で、ミラーが形成される側の面のワックス層103を
除去し、ミラー可動部のほぼ全域にわたって酸化膜101
の上にアルミニウムの蒸着を行い、厚さが０．０５ｍｍ
の全反射ミラー104を形成する［図２（ｇ）］。この全
反射ミラー104は、表面側にワックス層113を設けて保護
し［図２（ｈ）］、さらに裏面側から異方性エッチング
を行い、シリコン基板102の貫通させる部分121を貫通さ
せて除去する［図３（ａ）］。その後、ミラー可動部11
0を除いてワックス層103を除去する。ここまでの工程
で、ミラー可動部110のシリコン基板102ａは薄い板状の
部材となって外側の枠体部分102ｂとトーションバー
（図示しない）のみで連結され、揺動可能な構造が形成
される［図３（ｂ）］。

【００４２】続いて、ミラー可動部110（可動板部分）
の裏面側に硬磁性体層105を形成する［図３（ｃ）］。
この硬磁性体層105は、例えばミラー可動部110のシリコ
ン基板102ａのサイズが１３ｍｍ×６ｍｍであるとき、
図１（ａ）に示すように、５ｍｍ×５ｍｍの大きさで２
つの範囲に設けるものであり、以下の要領で形成するこ
とができる。

【００４３】分子量１００万のポリイソブチレン（２０
℃のＧ’値：３×１０⁵ Ｎ／ｍ²［３×10⁶dyne/c
m²］）１００重量部、磁性粉（ＳmＣo₅系磁性粉）８０
０重量部およびトルエン１０００重量部を、ホモミキサ
ーを用いて均一に攪拌混合する。得られた組成物を、ミ
ラー可動部の裏面（シリコン基板102ａのミラー面と反
対側の面）に、スクリーン印刷法にて厚さ０．１ｍｍで
塗布した後、１２０℃で３時間の硬化・乾燥処理を行
う。なお、上記硬磁性体層を形成する前に、シリコン基
板上にスクリーン印刷によって軟磁性体層（例えば軟磁
性フェライト層）を形成しておき、これに積層して硬磁
性体層を設けることもできる。

【００４４】一方、上記硬磁性体層105に対向するよう
にパターン形成された平面コイル107を、別途準備され
た下部ガラス基板106の上に形成する。そして、上記ミ
ラー可動部110が形成されたシリコン基板102ａは、ミラ
ー可動部110のワックス層103を除去し、枠体部分102ｂ
を下部ガラス基板106に融着して、硬磁性体層105を平面
コイル107と間隔を置いて対向させる［図３（ｄ）］。
枠体部分102ｂには、上部ガラス基板108を形成する［図
３（ｅ）］。その後、全体を４Ｔの磁界を発生する空芯
コイル中に入れて硬磁性体層105の磁化の方向が上部ガ
ラス基板108および下部ガラス基板106の面と平行になる
ように着磁する。上記一連の工程にて、図１に示すよう
なガルバノミラーを形成することができる。

【００４５】なお、硬磁性体層は、上記の方法の他にも
さまざまな方法で形成することができ、これらの方法を
次に列挙する。 （硬磁性体層を形成する方法の他の例 １）分子量１０
０万のポリイソブチレン（２０℃のＧ’値：３×１０⁵
Ｎ／ｍ²［３×10⁶dyne/cm²］）１００重量部、磁性粉
（ＮdＦeＢ系磁性粉）８００重量部およびトルエン１０
００重量部をホモミキサーを用いて均一に攪拌混合す
る。得られた組成物をスクリーン印刷法にて、０．２ｍ
ｍの厚さで塗布した後、１２０℃で３時間の硬化・乾燥
処理を行う。なお、上記磁性粉は、ＳmＦeＮ系磁性粉を
用いても同様に硬磁性体層を形成することができる。

【００４６】（硬磁性体層を形成する方法の他の例
２）分子量１００万のポリイソブチレン（２０℃のＧ’
値：３×１０⁵ Ｎ／ｍ²［３×10⁶dyne/cm²］）１００
重量部、磁性粉（ＮdＦeＢ系磁性粉）８００重量部およ
びトルエン１０００重量部を、ホモミキサーを用いて均
一に攪拌混合する。ミラー面が形成されたシリコン基板
のミラー面は全面、その反対側の面は、硬磁性体層を設
ける範囲を残してマスキング処理を行い、基板を前記組
成物中にディッピングする。引き上げた基板を、１２０
℃で３時間の硬化・乾燥処理を行って硬磁性体の薄膜を
得る。

【００４７】（硬磁性体層を形成する方法の他の例
３）Ｎd₁₃Ｆe₇₀Ｂ₁₇組成のターゲットを有するＲＦマグ
ネトロンスパッタリング装置にて、到達真空度１．３３
×１０^-4 Ｐａ［１．０×１０^-6 Ｔorr］以下にした
後、雰囲気をアルゴンガスに置換する。そして、シリコ
ン基板を５００℃に加熱しながら最大２００Ｗの投入電
力にて、厚さが０．０５ｍｍのＮdＦeＢ系硬磁性膜を得
る。この際、基板にはＳＵＳ板にてマスキング処理を行
い、所定の範囲にのみ硬磁性膜を形成することができ
る。

【００４８】次に、請求項６、請求項７、請求項８、請
求項９、請求項１０又は請求項１１に係る発明の一実施
形態であるガルバノミラーを、図４及び図５に基づいて
説明する。このガルバノミラーは、ガラス基板２１と、
このガラス基板２１上で液体２２によって支持されたミ
ラー可動部２３と、上記ガラス基板２１上に固着され、
上記ミラー可動部２３を囲むように設けられた液体貯留
堰２４とを有するものであり、上記ミラー可動部２３
は、液体２２に浮遊した状態、又は液体２２の表面張力
によって支持された状態となっている。したがって、ミ
ラー可動部２３はガラス基板２１に対して任意の方向に
揺動が可能に支持されている。

【００４９】上記ミラー可動部２３は、円形のシリコン
基板２５の上面に酸化膜２６が形成され、その上にアル
ミニウムの薄層２７が蒸着によってほぼ全域に形成され
ており、このアルミニウムの薄層２７の上面がミラー面
となる。また、上記シリコン基板２５の下側には、軟磁
性体層２８及び硬磁性体層２９が積層されており、軟磁
性体層２８は、シリコン基板２５のほぼ全域に形成され
ている。硬磁性体層２９は、図４（ａ）に示すように周
方向に複数の部分に分割して形成されており、それぞれ
が、上下方向すなわちシリコン基板の面と垂直な方向に
Ｓ−Ｎ極又はＮ−Ｓ極が生じるように磁化されている。
上記硬磁性体層２及び軟磁性体層は、図１に示す実施形
態と同じ材料を用いることができ、同様の方法で薄膜状
に形成することができる。

【００５０】上記ガラス基板２１上面の、硬磁性体層２
９と対向する部分には、図５に示すように、硬磁性体層
２９のそれぞれと対応するように分割して平面コイル３
０が形成されている。そして、それぞれの平面コイル３
０に通電することによって硬磁性体層２９との間に電磁
力を生じ、ミラー可動部２３を任意の方向に揺動させる
ことができるようになっている。

【００５１】上記液体２２は、動粘度が５×１０^-6 ｍ²
／ｓ以上、０．５ ｍ²／ｓ以下［５ｃＳｔ（センチス
トークス）以上、５０万ｃＳｔ以下］のシリコーンオイ
ルを用いることができる。シリコーンオイルは化学的に
安定した材料で、ほとんど蒸発しないので安定した駆動
状態を維持することができる。

【００５２】上記液体貯留堰２４は、例えば、シリコン
基板をエッチング等の方法で加工し、ガラス基板２１上
に融着することによって形成することができる。なお、
この液体貯留堰２４を設けず、図６に示すように、液体
４２が表面張力によってガラス基板４１上の所定範囲に
維持され、ミラー可動部４３を支持するものであっても
よい。

【００５３】上記のようなガルバノミラーでは、ミラー
可動部２３が液体２２に支持され、円形となっているの
で、２次元の任意の方向に揺動が可能となり、ミラー可
動部２３の構造が簡単なものとなる。また、図１に示す
実施形態と同様に、ガラス基板２１上に形成された平面
コイル３０と硬磁性体層２９とが近接して配置され、効
率のよい駆動が行われるとともに、上面には、反射率が
良好なミラー面をほぼ全域に設けることができ、ミラー
可動部２３を小型化することができる。

【００５４】上記のようなガルバノミラーは、次によう
に製造することができる。シリコン基板２５上に酸化膜
２６を形成した後、蒸着によってアルミニウムの薄層２
７を上記酸化膜上に形成し、その反対側の面には、軟磁
性体層２８及びその上に硬磁性体層２９を積層してミラ
ー可動部２３を形成する。これらの層の形成は、図１に
示す実施形態と同様に行うことができる。

【００５５】一方、ガラス基板２１上には、所定のパタ
ーンで平面コイル３０を形成し、その周囲に液体貯留堰
２４を形成する。そして、この内側にシリコーンオイル
２２を、ディスペンサを用いて充填し、このシリコーン
オイル２２上に前記シリコン基板２５を硬磁性体層２９
がガラス基板２１に形成された平面コイル３０に対向す
るように静置する。この時、シリコン基板２５と平面コ
イル３０との間隔は０．５ｍｍとなるようにシリコーン
オイルの量を調整する。

【００５６】なお、液体貯留堰２４を設けない場合も、
平面コイル３０が設けられた所定の位置にシリコーンオ
イルをディスペンサを用いて充填し、この上にミラー可
動部を静置したとき、ミラー可動部の直径が２０ｍｍ程
度以下であれば、シリコーンオイルがミラー部の範囲よ
り大きく拡がることはなく、表面張力によってミラー部
を支持することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係るガ
ルバノミラーでは、揺動基板の面積を小さくしてもミラ
ー面及び硬磁性体層の面積を充分に確保することがで
き、小型化が可能となる。また、硬磁性体層とコイルと
を近接させることができ、効率よく揺動基板を駆動する
ことができる。また、揺動基板を液体で支持することに
より、任意の方向に揺動が可能なガルバノミラーを簡単
な構造で得ることができ、製造コストの低減及び装置の
小型化が可能となる。一方、本願に係るガルバノミラー
の製造方法では、揺動基板上に硬磁性体層を精度よく形
成することができ、小さな層厚で強い磁界を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に係る発明の一実施形態
であるガルバノミラーを示す平面図及び断面図である。

【図２】請求項１に記載のガルバノミラーの製造方法を
示す概略図である。

【図３】請求項１に記載のガルバノミラーの製造方法を
示す概略図である。

【図４】請求項６、請求項７、請求項８、請求項９、請
求項１０又は請求項１１に係る発明の一実施形態である
ガルバノミラーを示す平面図及び断面図である。

【図５】図４に示すガルバノミラーの平断面図である。

【図６】請求項６、請求項７、請求項８、請求項９又は
請求項１０に係る発明の一実施形態であるガルバノミラ
ーを示す断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス基板 ２ ミラー可動部 ３ 枠体 ４ トーションバー ５ シリコン基板 ６ 酸化膜 ７ アルミニウムの薄層 ８ 軟磁性体層 ９ 硬磁性体層 １０ コイル １１ 枠体のシリコン部分 １２ 第２のガラス基板 ２１ ガラス基板 ２２ 液体 ２３ ミラー可動部 ２４ 液体貯留堰 ２５ シリコン基板 ２６ 酸化膜 ２７ アルミニウムの薄膜 ２８ 軟磁性体 ２９ 硬磁性体 ３０ 平面コイル ４１ ガラス基板 ４２ 液体 ４３ ミラー可動部 １０１ 酸化膜 １０２ シリコン基板 １０３ ワックス層 １０４ 全反射ミラー １０５ 硬磁性体層 １０６ 下部ガラス基板 １０７ 平面コイル １０８ 上部ガラス基板 １１０ ミラー可動部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川本 淳 千葉県市川市中国分３−18−５ 住友金属 鉱山株式会社中央研究所内 (72)発明者 上田 譲 埼玉県久喜市江面1836−１ 日本信号株式 会社久喜事業所内 Ｆターム(参考） 2C362 BA17 BA18 2H041 AA12 AB14 AC04 AZ05 AZ08 2H045 AB16 AB73

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持基板上で揺動可能に支持された揺
   動基板を備え、該揺動基板上に設けられたミラー面に入
   射する光を反射し、光走査するガルバノミラーであっ
   て、 前記揺動基板は、一方の面にミラー面が形成され、他方
   の面上には硬磁性体層が形成されており、該硬磁性体層
   が設けられた面が、前記支持基板と間隔をおいて対向す
   るように支持され、 前記支持基板上の前記揺動基板と対応する位置にコイル
   が設けられていることを特徴とするガルバノミラー。
2. 【請求項２】 前記硬磁性体層は、前記揺動基板上に
   形成された軟磁性体層に積層して形成されていることを
   特徴とする請求項１に記載のガルバノミラー。
3. 【請求項３】 支持基板上で揺動可能に支持された揺
   動基板を備え、該揺動基板上に設けられたミラー面に入
   射する光を反射し、光走査するガルバノミラーの製造方
   法であって、 前記揺動基板を形成するための板状部材上にミラー面を
   形成する工程と、 前記板状部材を前記揺動基板の形状及び寸法に合わせて
   成形する工程と、 作成された形状の揺動基板の、前記ミラー面が形成され
   た面と反対側の面上に、硬磁性体層を形成する工程と、 前記揺動基板とは別途に製作された支持基板上にコイル
   を形成する工程と、 前記支持基板上のコイルに、前記硬磁性体層が対向する
   ように前記揺動基板を支持する工程とを有することを特
   徴とするガルバノミラーの製造方法。
4. 【請求項４】 前記硬磁性体層は、熱可塑性樹脂また
   は熱硬化性樹脂からなる樹脂バインダーと、ＳmＣo₅系
   磁性紛、Ｓm₂Ｃo₁₇系磁性粉、ＳmＦeＮ系磁性粉及びＮd
   ＦeＢ系磁性粉から選ばれた少なくとも１種を含有する
   組成物を、スクリーン印刷又はディッピングして硬化も
   しくは固化し、厚さ０．５mm以下の薄膜状に形成するこ
   とを特徴とする請求項３に記載のガルバノミラーの製造
   方法。
5. 【請求項５】 前記硬磁性体層は、ＳmＣo₅系磁性
   体、Ｓm₂Ｃo₁₇系磁性体、ＳmＦeＮ系磁性体及びＮdＦe
   Ｂ系磁性体から選ばれた少なくとも１種を含有する材料
   を、スパッタリングあるいは蒸着により、厚さ０．５mm
   以下の薄膜状に形成することを特徴とする請求項３に記
   載のガルバノミラーの製造方法。
6. 【請求項６】 支持基板上で揺動可能に支持された揺
   動基板を備え、該揺動基板上に設けられたミラー面に入
   射する光を反射し、光走査するガルバノミラーであっ
   て、 前記支持基板上にコイルが設けられ、 前記揺動基板には、硬磁性体層と光を反射するミラー面
   とが形成され、前記支持基板上に形成された液体層に支
   持されていることを特徴とするガルバノミラー。
7. 【請求項７】 前記揺動基板は、表面がミラー面とな
   っており、 前記液体層と接触する裏面に硬磁性体層が形成されてい
   ることを特徴とする請求項６に記載のガルバノミラー。
8. 【請求項８】 前記揺動基板は、ほぼ円形となってお
   り、 前記硬磁性体層は、該揺動基板の周方向に複数に分割し
   て形成され、 前記支持基板上のコイルは、前記硬磁性体層の分割され
   たそれぞれに対向するように設けられていることを特徴
   とする請求項６に記載のガルバノミラー。
9. 【請求項９】 前記液体は、動粘度が２０°Ｃで、５
   ×１０^-6 ｍ² ／ｓ以上、０．５ ｍ²／ｓ以下［５ｃＳ
   ｔ（センチストークス）以上、５０万ｃＳｔ以下］であ
   ることを特徴とする請求項６に記載のガルバノミラー。
10. 【請求項１０】 前記揺動基板上に連続した軟磁性体
    層が形成され、その上に前記硬磁性体層が形成されてい
    ることを特徴とする請求項６に記載のガルバノミラー。
11. 【請求項１１】 前記支持基板上に、前記揺動基板と
    対向する領域の周囲を取り囲み、該支持基板と該揺動基
    板との間に充填されている液体を保持する液体貯留堰が
    形成されていることを特徴とする請求項６に記載のガル
    バノミラー。