JP2009134195A - Optical device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学デバイスおよび画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an optical device and an image forming apparatus.
例えば、プロジェクタなどの画像形成装置に用いる光学デバイスとして、光を2次元的に走査することにより描画を行う光スキャナが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1の光スキャナは、枠状の外側可動板と、この外側可動板をX軸まわりに揺動(回動)可能に軸支する1対の第1のトーションバーと、外側可動板の内側に設けられた内側可動板と、この内側可動板をX軸に直交するY軸まわりに揺動可能に軸支する1対の第2のトーションバーとをシリコンで一体的に形成したスキャナ本体と、外側可動板および内側可動板のそれぞれに設けられた1対の駆動コイルと、スキャナ本体を介して互いに対向するように設けられた1対の永久磁石とを有している。このような構成を有することで、内側可動板をX軸およびY軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、内側可動板で反射した光を2次元的に走査することができる。
For example, an optical scanner that performs drawing by scanning light two-dimensionally is known as an optical device used in an image forming apparatus such as a projector (see, for example, Patent Document 1).
The optical scanner of
しかしながら、特許文献1にかかる光スキャナにあっては、スキャナ本体がシリコンで一体的に形成されているため、内側可動板の揺動の周波数と外側可動板の揺動の周波数とを所望値とするに際し、スキャナ本体の形状や大きさ等が制限され、設計の自由度が低いものとなっていた。
特に、かかる光スキャナをプロジェクタに組み込むに際し、内側可動板のX軸まわりの回動を垂直走査、Y軸まわりの回動を水平走査に用い、垂直走査の周波数を水平走査の周波数よりも大幅に大きくしたい場合、駆動部材の大型化や各第1のトーションバーの長尺化、ひいては光スキャナの大型化を招いていた。
However, in the optical scanner according to
In particular, when such an optical scanner is incorporated into a projector, the rotation of the inner movable plate about the X axis is used for vertical scanning, and the rotation about the Y axis is used for horizontal scanning, and the vertical scanning frequency is significantly higher than the horizontal scanning frequency. When it is desired to increase the size, the drive member is increased in size, the length of each first torsion bar is increased, and consequently the size of the optical scanner is increased.
本発明の目的は、小型化を図るとともに設計自由度を向上させつつ、プロジェクタ等の画像形成装置用の光スキャナに適した光走査を実現することができる光学デバイスおよび画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical device and an image forming apparatus capable of realizing optical scanning suitable for an optical scanner for an image forming apparatus such as a projector while reducing the size and improving design flexibility. It is in.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光学デバイスは、枠状の駆動部材と、前記駆動部材を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、前記駆動部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、前記駆動部材に対して前記可動板を前記第1の軸線と直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材とを備える構造体と、
前記各第1の軸部材の捩れ変形を伴って前記駆動部材を前記第1の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記各第2の軸部材の捩れ変形を伴って前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記構造体は、前記各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、前記駆動部材側に設けられた第1の部材と、前記可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、前記第1の部材は、前記第2の部材の構成材料と異なり、かつ、前記可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて前記第2の部材に対し接合膜を介して接合されており、
前記接合膜は、シロキサン(Si−O)結合を含みランダムな原子構造を有するSi骨格と、該Si骨格に結合する脱離基とを含み、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したことにより、前記接合膜の表面付近に存在する前記脱離基が前記Si骨格から脱離し、前記接合膜の表面の前記領域に発現した接着性によって、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合していることを特徴とする。
これにより、小型化を図るとともに設計自由度を向上させつつ、プロジェクタ等の画像形成装置用の光スキャナに適した光走査を実現することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The optical device of the present invention is provided inside the drive member, a frame-shaped drive member, a pair of first shaft members that rotatably support the drive member around a first axis, A movable plate having a light reflecting portion having reflectivity, and a pair of second shafts that rotatably support the movable plate about a second axis perpendicular to the first axis with respect to the driving member. A structure comprising a member;
First driving means for rotating the movable plate about the first axis by rotating the driving member about the first axis along with torsional deformation of each first shaft member; ,
Second driving means for rotating the movable plate around the second axis along with torsional deformation of each second shaft member;
The structure is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, with the vicinity of the end of each second shaft member as a boundary portion. The first member is made of a material different from the constituent material of the second member and has a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate, and the second member is formed at the boundary portion. Is bonded via a bonding film,
The bonding film includes a Si skeleton including a siloxane (Si-O) bond and a random atomic structure, and a leaving group bonded to the Si skeleton,
In the bonding film, energy is applied to at least a part of the region, whereby the leaving group existing in the vicinity of the surface of the bonding film is detached from the Si skeleton and is expressed in the region on the surface of the bonding film. The first member and the second member are bonded to each other by the adhesive property.
As a result, it is possible to realize optical scanning suitable for an optical scanner for an image forming apparatus such as a projector while reducing the size and improving the degree of design freedom.
本発明の光学デバイスでは、前記接合膜を構成する全原子からH原子を除いた原子のうち、Si原子の含有率とO原子の含有率の合計が、10〜90原子%であることが好ましい。
これにより、接合膜は、Si原子とO原子とが強固なネットワークを形成し、接合膜自体がより強固なものとなる。このため、接合膜は、駆動部材および各第1の軸部材のそれぞれに対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
In the optical device of the present invention, it is preferable that the total of the Si atom content and the O atom content is 10 to 90 atom% among atoms obtained by removing H atoms from all atoms constituting the bonding film. .
Thus, in the bonding film, Si atoms and O atoms form a strong network, and the bonding film itself becomes stronger. For this reason, the bonding film exhibits particularly high bonding strength with respect to each of the driving member and each of the first shaft members.
本発明の光学デバイスでは、前記接合膜中のSi原子とO原子の存在比は、3:7〜7:3であることが好ましい。
これにより、接合膜の安定性が高くなり、駆動部材と各第1の軸部材とをより強固に接合することができるようになる。
本発明の光学デバイスでは、前記Si骨格の結晶化度は、45%以下であることが好ましい。
これにより、Si骨格は十分にランダムな原子構造を含むものとなる。このため、Si骨格の特性が顕在化し、接合膜の寸法精度および接着性がより優れたものとなる。
In the optical device of the present invention, the abundance ratio of Si atoms and O atoms in the bonding film is preferably 3: 7 to 7: 3.
Thereby, the stability of the bonding film is increased, and the driving member and each first shaft member can be bonded more firmly.
In the optical device of the present invention, the crystallinity of the Si skeleton is preferably 45% or less.
As a result, the Si skeleton includes a sufficiently random atomic structure. For this reason, the characteristics of the Si skeleton become obvious, and the dimensional accuracy and adhesiveness of the bonding film become more excellent.
本発明の光学デバイスでは、前記脱離基は、H原子、B原子、C原子、N原子、O原子、P原子、S原子およびハロゲン系原子、またはこれらの各原子が前記Si骨格に結合するよう配置された原子団からなる群から選択される少なくとも1種で構成されたものであることが好ましい。
これらの脱離基は、エネルギーの付与による結合/脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基は、接合膜の接着性をより高度なものとすることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記脱離基は、アルキル基であることが好ましい。
アルキル基は化学的な安定性が高いため、脱離基としてアルキル基を含む接合膜は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
In the optical device of the present invention, the leaving group includes an H atom, a B atom, a C atom, an N atom, an O atom, a P atom, an S atom, and a halogen atom, or each of these atoms bonded to the Si skeleton. It is preferably composed of at least one selected from the group consisting of atomic groups arranged in such a manner.
These leaving groups are relatively excellent in binding / leaving selectivity by applying energy. For this reason, such a leaving group can make the adhesiveness of the bonding film higher.
In the optical device of the present invention, the leaving group is preferably an alkyl group.
Since the alkyl group has high chemical stability, the bonding film containing the alkyl group as a leaving group is excellent in weather resistance and chemical resistance.
本発明の光学デバイスでは、前記接合膜は、プラズマ重合法により形成されたものであることが好ましい。
これにより、接合膜は緻密で均質なものとなる。そして、駆動部材と各第1の軸部材とを特に強固に接合し得るものとなる。さらに、プラズマ重合法で作製された接合膜は、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。このため、光学デバイスの製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。
In the optical device of the present invention, the bonding film is preferably formed by a plasma polymerization method.
Thereby, the bonding film becomes dense and homogeneous. And a drive member and each 1st shaft member can be joined especially firmly. Furthermore, the bonding film manufactured by the plasma polymerization method is maintained for a relatively long time in a state where energy is applied and activated. For this reason, the manufacturing process of the optical device can be simplified and improved in efficiency.
本発明の光学デバイスでは、前記接合膜は、ポリオルガノシロキサンを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、接合膜自体が優れた機械的特性を有するものとなる。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示す接合膜が得られる。したがって、この接合膜により、駆動部材と各第1の軸部材とをより強固に接合することができる。また、非接着性と接着性との制御を容易かつ確実に行える接合膜となる。さらに、接合膜が優れた撥液性を示す。
本発明の光学デバイスでは、前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、接着性に特に優れる接合膜が得られる。
In the optical device of the present invention, the bonding film is preferably composed of polyorganosiloxane as a main material.
As a result, the bonding film itself has excellent mechanical properties. In addition, a bonding film exhibiting particularly excellent adhesion to many materials can be obtained. Therefore, the driving member and each first shaft member can be bonded more firmly by this bonding film. Further, the bonding film can easily and reliably control the non-adhesiveness and the adhesiveness. Furthermore, the bonding film exhibits excellent liquid repellency.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the polyorganosiloxane is mainly composed of a polymer of octamethyltrisiloxane.
Thereby, a bonding film having particularly excellent adhesiveness can be obtained.
本発明の光学デバイスでは、前記接合膜の平均厚さは、1〜1000nmであることが好ましい。
これにより、駆動部材と各第1の軸部材との間の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、これらをより強固に接合することができる。
本発明の光学デバイスでは、前記接合膜は、流動性を有しない固体状のものであることが好ましい。
これにより、従来に比べて寸法精度が格段に高い光学デバイスが得られる。また、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間で強固な接合が可能となる。
In the optical device of the present invention, the average thickness of the bonding film is preferably 1 to 1000 nm.
Thereby, these can be joined more firmly, preventing that the dimensional accuracy between a drive member and each 1st shaft member falls remarkably.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the bonding film is a solid having no fluidity.
As a result, an optical device with significantly higher dimensional accuracy than the conventional one can be obtained. Further, since the time required for curing the adhesive is not required, strong bonding can be achieved in a short time.
本発明の光学デバイスでは、前記第1の部材の前記接合膜と接している面には、あらかじめ、前記接合膜との密着性を高める表面処理が施されていることが好ましい。
これにより、各第1の軸部材と接合膜との間の接合強度をより高めることができ、ひいては、駆動部材と各第1の軸部材との接合強度を高めることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記第2の部材の前記接合膜と接している面には、あらかじめ、前記接合膜との密着性を高める表面処理が施されていることが好ましい。
これにより、駆動部材と接合膜との間の接合強度をより高めることができ、ひいては、駆動部材と各第1の軸部材との接合強度を高めることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記表面処理は、プラズマ処理であることが好ましい。
これにより、接合膜を形成するために、駆動部材または各第1の軸部材の表面を特に最適化することができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a surface of the first member that is in contact with the bonding film is subjected in advance to a surface treatment that improves adhesion with the bonding film.
As a result, the bonding strength between each first shaft member and the bonding film can be further increased, and as a result, the bonding strength between the drive member and each first shaft member can be increased.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that a surface of the second member that is in contact with the bonding film is subjected in advance to a surface treatment that improves adhesion with the bonding film.
As a result, the bonding strength between the driving member and the bonding film can be further increased, and as a result, the bonding strength between the driving member and each first shaft member can be increased.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the surface treatment is a plasma treatment.
Thereby, in order to form a joining film | membrane, the surface of a drive member or each 1st shaft member can be optimized especially.
本発明の光学デバイスでは、前記第1の部材と前記接合膜との間に、中間層を有することが好ましい。
これにより、各第1の軸部材と接合膜との間の接合強度を高め、光学デバイスの耐久性を向上させることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記第2の部材と前記接合膜との間に、中間層を有することが好ましい。
これにより、駆動部材と接合膜との間の接合強度を高め、光学デバイスの耐久性を向上させることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記中間層は、酸化物系材料を主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、駆動部材と接合膜との間、および、各第1の軸部材と接合膜との間において、それぞれ接合強度を高めることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that an intermediate layer is provided between the first member and the bonding film.
Thereby, the joining strength between each first shaft member and the joining film can be increased, and the durability of the optical device can be improved.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that an intermediate layer is provided between the second member and the bonding film.
As a result, the bonding strength between the driving member and the bonding film can be increased, and the durability of the optical device can be improved.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the intermediate layer is formed using an oxide-based material as a main material.
Thus, the bonding strength can be increased between the driving member and the bonding film and between each first shaft member and the bonding film.
本発明の光学デバイスでは、前記エネルギーの付与は、前記接合膜にエネルギー線を照射する方法、前記接合膜を加熱する方法、および、前記接合膜に圧縮力を付与する方法のうちの少なくとも1つの方法により行われることが好ましい。
これにより、接合膜に対して比較的簡単に効率よくエネルギーを付与することができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, the energy may be applied by at least one of a method of irradiating the bonding film with energy rays, a method of heating the bonding film, and a method of applying a compressive force to the bonding film. It is preferable to be carried out by a method.
Thereby, energy can be imparted to the bonding film relatively easily and efficiently.
本発明の光学デバイスでは、前記エネルギー線は、波長150〜300nmの紫外線であることが好ましい。
これにより、付与されるエネルギー量が最適化されるので、接合膜中のSi骨格が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、Si骨格と脱離基との間の結合を選択的に切断することができる。これにより、接合膜の特性(機械的特性、化学的特性等)が低下するのを防止しつつ、接合膜に接着性を発現させることができる。
In the optical device of the present invention, the energy beam is preferably ultraviolet light having a wavelength of 150 to 300 nm.
As a result, the amount of energy applied is optimized, and the bond between the Si skeleton and the leaving group is selectively cut while preventing the Si skeleton in the bonding film from being destroyed more than necessary. can do. Thereby, adhesiveness can be expressed in the bonding film while preventing the characteristics (mechanical characteristics, chemical characteristics, etc.) of the bonding film from deteriorating.
本発明の光学デバイスでは、前記加熱の温度は、25〜100℃であることが好ましい。
これにより、駆動部材または各第1の軸部材等が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合膜を確実に活性化させることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記圧縮力は、0.2〜10MPaであることが好ましい。
これにより、駆動部材または各第1の軸部材に損傷等が生じるのを避けつつ、単に圧縮するのみで、接合膜に十分な接着性を発現させることができる。
In the optical device of the present invention, the heating temperature is preferably 25 to 100 ° C.
Thereby, it is possible to reliably activate the bonding film while reliably preventing the drive member, each first shaft member, and the like from being deteriorated or deteriorated by heat.
In the optical device of the present invention, the compressive force is preferably 0.2 to 10 MPa.
As a result, it is possible to develop sufficient adhesiveness in the bonding film simply by compressing it while avoiding damage to the driving member or each first shaft member.
本発明の光学デバイスは、枠状の駆動部材と、前記駆動部材を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、前記駆動部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、前記駆動部材に対して前記可動板を前記第1の軸線と直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材とを備える構造体と、
前記各第1の軸部材の捩れ変形を伴って前記駆動部材を前記第1の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記各第2の軸部材の捩れ変形を伴って前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記構造体は、前記各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、前記駆動部材側に設けられた第1の部材と、前記可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、前記第1の部材は、前記第2の部材の構成材料と異なり、かつ、前記可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて前記第2の部材に対し接合膜を介して接合されており、
前記接合膜は、金属原子と、該金属原子に結合する酸素原子と、前記金属原子および前記酸素原子の少なくとも一方に結合する脱離基とを含み、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したことにより、前記接合膜の表面付近に存在する前記脱離基が前記金属原子および前記酸素原子の少なくとも一方から脱離し、前記接合膜の表面の前記領域に発現した接着性によって、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合していることを特徴とする。
これにより、接合膜は、金属酸化物に脱離基が結合したものとなり、変形し難い強固な膜となる。このような接合膜を用いた光学デバイスによっても、小型化を図るとともに設計自由度を向上させつつ、プロジェクタ等の画像形成装置用の光スキャナに適したものとすることができる。
The optical device of the present invention is provided inside the drive member, a frame-shaped drive member, a pair of first shaft members that rotatably support the drive member around a first axis, A movable plate having a light reflecting portion having reflectivity, and a pair of second shafts that rotatably support the movable plate about a second axis perpendicular to the first axis with respect to the driving member. A structure comprising a member;
First driving means for rotating the movable plate about the first axis by rotating the driving member about the first axis along with torsional deformation of each first shaft member; ,
Second driving means for rotating the movable plate around the second axis along with torsional deformation of each second shaft member;
The structure is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, with the vicinity of the end of each second shaft member as a boundary portion. The first member is made of a material different from the constituent material of the second member and has a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate, and the second member is formed at the boundary portion. Is bonded via a bonding film,
The bonding film includes a metal atom, an oxygen atom bonded to the metal atom, and a leaving group bonded to at least one of the metal atom and the oxygen atom,
In the bonding film, energy is applied to at least a part of the bonding film, so that the leaving group existing near the surface of the bonding film is released from at least one of the metal atom and the oxygen atom, and the bonding film The first member and the second member are bonded to each other by the adhesiveness developed in the region of the surface.
As a result, the bonding film is a metal film in which a leaving group is bonded to the metal oxide, and becomes a strong film that is difficult to deform. An optical device using such a bonding film can also be made suitable for an optical scanner for an image forming apparatus such as a projector while reducing the size and improving the design freedom.
本発明の光学デバイスは、枠状の駆動部材と、前記駆動部材を第1の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第1の軸部材と、前記駆動部材の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、前記駆動部材に対して前記可動板を前記第1の軸線と直交する第2の軸線まわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材とを備える構造体と、
前記各第1の軸部材の捩れ変形を伴って前記駆動部材を前記第1の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記各第2の軸部材の捩れ変形を伴って前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記構造体は、前記各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、前記駆動部材側に設けられた第1の部材と、前記可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、前記第1の部材は、前記第2の部材の構成材料と異なり、かつ、前記可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて前記第2の部材に対し接合膜を介して接合されており、
前記接合膜は、金属原子と、有機成分で構成される脱離基とを含み、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したことにより、前記接合膜の表面付近に存在する前記脱離基が前記接合膜から脱離し、前記接合膜の表面の前記領域に発現した接着性によって、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合していることを特徴とする。
これにより、接合膜は、金属原子と有機成分で構成される脱離基とを含むものとなり、変形し難い強固な膜となる。このような接合膜を用いた光学デバイスによっても、小型化を図るとともに設計自由度を向上させつつ、プロジェクタ等の画像形成装置用の光スキャナに適したものとすることができる。
The optical device of the present invention is provided inside the drive member, a frame-shaped drive member, a pair of first shaft members that rotatably support the drive member around a first axis, A movable plate having a light reflecting portion having reflectivity, and a pair of second shafts that rotatably support the movable plate about a second axis perpendicular to the first axis with respect to the driving member. A structure comprising a member;
First driving means for rotating the movable plate about the first axis by rotating the driving member about the first axis along with torsional deformation of each first shaft member; ,
Second driving means for rotating the movable plate around the second axis along with torsional deformation of each second shaft member;
The structure is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, with the vicinity of the end of each second shaft member as a boundary portion. The first member is made of a material different from the constituent material of the second member and has a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate, and the second member is formed at the boundary portion. Is bonded via a bonding film,
The bonding film includes a metal atom and a leaving group composed of an organic component,
In the bonding film, energy is applied to at least a part of the bonding film, whereby the leaving group existing near the surface of the bonding film is released from the bonding film and is expressed in the region on the surface of the bonding film. The first member and the second member are bonded to each other by the adhesive property.
Accordingly, the bonding film includes a metal atom and a leaving group composed of an organic component, and becomes a strong film that is difficult to be deformed. An optical device using such a bonding film can also be made suitable for an optical scanner for an image forming apparatus such as a projector while reducing the size and improving the design freedom.
本発明の光学デバイスでは、前記第1の部材は、金属を主材料として構成されていることが好ましい。
金属材料は、比較的大きい比重を有している。そのため、効果的に駆動部材の大型化を防止しつつ、駆動部材および1対の第1の軸部材で構成された振動系を低速駆動(垂直走査)に適したものとすることができる。
In the optical device of the present invention, it is preferable that the first member is made of metal as a main material.
The metal material has a relatively large specific gravity. Therefore, it is possible to make the vibration system composed of the driving member and the pair of first shaft members suitable for low-speed driving (vertical scanning) while effectively preventing an increase in size of the driving member.
本発明の光学デバイスでは、前記第2の部材は、シリコンを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、可動板および/または各第2の軸部材をシリコンを主材料として構成することができる。この場合、可動板および/または各第2の軸部材の寸法精度を優れたものとするとともに、可動板や各第2の軸部材の疲労を抑制することができる。そのため、光学デバイスは、所望の回動特性(振動特性)を長期にわたり発揮することができる。
In the optical device of the present invention, it is preferable that the second member is made of silicon as a main material.
Thereby, a movable plate and / or each 2nd shaft member can be comprised by using silicon as a main material. In this case, the dimensional accuracy of the movable plate and / or each second shaft member can be made excellent, and fatigue of the movable plate and each second shaft member can be suppressed. Therefore, the optical device can exhibit desired rotation characteristics (vibration characteristics) over a long period of time.
本発明の光学デバイスでは、前記境界部は、前記各第2の軸部材の前記可動板側の端部付近に配設されており、前記1対の第2の軸部材および前記駆動部材は、一体的に形成され、前記第1の部材を構成していることが好ましい。
これにより、可動板の構成材料と各第2の軸部材の構成材料とを異ならせることができる。その結果、光学デバイスの設計自由度を向上させることができる。
In the optical device of the present invention, the boundary portion is disposed in the vicinity of an end portion of the second shaft member on the movable plate side, and the pair of second shaft members and the driving member are It is preferable that the first member is formed integrally.
Thereby, the constituent material of a movable plate and the constituent material of each 2nd shaft member can be varied. As a result, the degree of freedom in designing the optical device can be improved.
本発明の光学デバイスでは、前記境界部は、前記各第2の軸部材の前記駆動部材側の端部付近に配設されており、前記1対の第2の軸部材および前記可動板は、一体的に形成され、前記第2の部材を構成していることが好ましい。
これにより、可動板と各第2の軸部材とを一体的に形成することができる。そのため、比較的簡単に、可動板および1対の第2の軸部材の寸法精度を優れたものとし、これらで構成された振動系の振動特性を良好なものとすることができる。
本発明の画像形成装置は、本発明の光学デバイスを備え、前記光反射部で反射した光を走査することにより画像を形成するように構成されていることを特徴とする。
これにより、優れた描画特性を有する画像形成装置を提供することができる。
In the optical device of the present invention, the boundary portion is disposed in the vicinity of the end portion on the driving member side of each of the second shaft members, and the pair of second shaft members and the movable plate include: It is preferable that the second member is formed integrally.
Thereby, a movable plate and each 2nd shaft member can be formed integrally. For this reason, the dimensional accuracy of the movable plate and the pair of second shaft members can be made relatively simple, and the vibration characteristics of the vibration system composed of these can be made good.
An image forming apparatus of the present invention includes the optical device of the present invention, and is configured to form an image by scanning the light reflected by the light reflecting section.
Thereby, an image forming apparatus having excellent drawing characteristics can be provided.
以下、本発明の光学デバイスおよび画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の光学デバイスの第1実施形態を説明する。
図1は、本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す光学デバイスの平面図、図3は、図2中のA−A線断面図、図4は、図2中のB−B線断面図、図5は、図1に示す光学デバイスの制御系の構成を示すブロック図、図6は、図5に示す第1の電圧発生部および第2の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図、図7は、本発明の画像形成装置(イメージングディスプレイ)の一例を示す概略図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図2中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図3中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「奥」、左側を「手前」と言い、図4中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical device and an image forming apparatus of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the optical device of the present invention will be described.
1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the optical device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control system of the optical device shown in FIG. 1, and FIG. 6 shows the first voltage generator and the second voltage generator shown in FIG. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of an image forming apparatus (imaging display) according to the present invention.
In the following, for convenience of explanation, the front side of the paper in FIG. 2 is referred to as “up”, the back side of the paper is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, the left side is referred to as “left”, and the upper side in FIG. The upper side in FIG. 4 is called “upper”, the lower side is “lower”, the right side is “right”, and the left side is “right”. “Left”.
図1ないし図4に示す光学デバイス1は、互いに直交する第1の軸線Xおよび第2の軸線Yまわりの振動を生じさせる振動系が設けられた基体2と、この基体2を支持する支持体3と、1対の磁石41、42とを有している。
なお、図1では、第1の軸線Xに平行な方向を「x方向」とし、第2の軸線Yに平行な方向を「y方向」とし、x方向およびy方向のそれぞれに直角な方向を「z方向」とし、これらを図示している。
The
In FIG. 1, the direction parallel to the first axis X is referred to as “x direction”, the direction parallel to the second axis Y is referred to as “y direction”, and directions perpendicular to the x direction and the y direction are respectively defined. These are illustrated as “z direction”.
以下、光学デバイス1を構成する各部を順次説明する。
基体2(構造体)は、図1および図2に示すように、支持部21と、枠状をなす駆動部材22と、支持部21に対し駆動部材22を第1の軸線Xまわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材23、24と、駆動部材22の内側に設けられた可動板25と、駆動部材22に対し可動板25を第2の軸線Yまわりに回動可能に支持する1対の第2の軸部材26、27とを有している。
Hereinafter, each part which comprises the
As shown in FIGS. 1 and 2, the base body 2 (structure) rotates the
ここで、構造体たる基体2は、各第2の軸部材26、27の駆動部材22側の端部付近を境界部とし、駆動部材22側に設けられた第1の部材と、可動板25側に設けられた第2の部材とに分割されている。本実施形態では、第1の部材は、駆動部材22で構成され、第2の部材は、可動板25および1対の第2の軸部材26、27で構成されている。そして、後に詳述するが、第1の部材は、第2の部材の構成材料と異なり、かつ、可動板25の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて第2の部材に対し後に詳述するような接合膜を介して接合されている。
Here, the
支持部21は、互いに離間して対向する1対の支持部材211、212で構成されている。各支持部材211、212は、後述する支持体3により支持されている。また、支持部材211の上面には、後述するコイル221への通電のための1対の端子213、214が設けられている。
支持部21(各支持部材211、212)の構成材料としては、比較的高い剛性を有するものであれば、特に限定されず、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンのようなシリコン材料、ステンレス鋼、チタン、アルミニウムのような金属材料、石英ガラス、ケイ酸ガラス(石英ガラス)、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛(アルカリ)ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料、アルミナ、ジルコニア、フェライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステンのようなセラミックス材料、グラファイトのような炭素材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−(4−メチルペンテン−1)、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンテレフタレート(PCT)等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンエーテル樹脂(PBO)、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート、芳香族ポリエステル(液晶ポリマー)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アラミド系樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等の樹脂材料、またはこれらの各材料の1種または2種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
The
The constituent material of the support portion 21 (the
このような1対の支持部材211、212間には、各支持部材211、212に離間した状態で、駆動部材22が設けられている。
駆動部材22は、枠状(より具体的には四角環状)をなしている。
なお、駆動部材22の形状は、光学デバイス1の設計などに応じて決定されるものであり、枠状をなすものであれば、前述したような四角環状に限定されず、例えば、円環状、楕円環状などであってもよい。
この駆動部材22の上面には、コイル221が絶縁膜(図示せず)を介して接合されている。なお、駆動部材22の構成材料やコイル221の構成などによっては、駆動部材22とコイル221との間の絶縁膜を省略してもよい。
The
The
The shape of the
A
このコイル221は、Al、Cuなどの金属で構成された帯状の素線(導体)を駆動部材22の周方向に沿って形成されており、その素線の一端部222が前述した端子213、他端部が端子214に、それぞれ、例えばボンディングワイヤーで構成された配線を介して電気的に接続されている。1対の端子213、214は、後述する電源回路7に接合されている。この電源回路7からの通電により、コイル221は、駆動部材22の内側にてz方向に貫く磁力線を有する磁界を発生させる。
This
また、駆動部材22は、第1の軸部材23を介して支持部材211に支持されるとともに、第1の軸部材24を介して支持部材212に支持されている。ここで、第1の軸部材23は、接合膜51を介して支持部材211と接合され、また、接合膜52を介して駆動部材22と接合されている。これと同様に、第1の軸部材24は、接合膜53を介して支持部材212と接合され、また、接合膜54を介して駆動部材22と接合されている。これにより、各第1の軸部材23、24の構成材料として、駆動部材22や各第2の軸部材26、27の構成材料と異なる材料を用いることができる。なお、各接合膜51〜54については、後に詳述する。
The
このような駆動部材22は、各第1の軸部材23、24や各第2の軸部材の構成材料とは異なり、かつ、可動板25の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されている。すなわち、前述したように駆動部材22で構成された第1の部材は、可動板25および1対の第2の軸部材26、27で構成された第2の部材の構成材料と異なり、かつ、可動板25の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されている。
Such a
駆動部材22の構成材料としては、比較的剛性が高く、各第1の軸部材23、24や各第2の軸部材の構成材料とは異なり、かつ、可動板25の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されていれば、特に限定されず、例えば、前述した支持部21の構成材料と同様に、シリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の1種または2種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
The constituent material of the
また、上記のような材料に、酸化処理(酸化膜形成)、めっき処理、不働態化処理、窒化処理等の各処理を施した材料でもよい。
これらの中でも、駆動部材22の構成材料としては、金属材料を用いるのが好ましい。金属材料は、比較的大きい比重を有している。そのため、金属を主材料として駆動部材22を構成することで、効果的に駆動部材22の大型化を防止しつつ、駆動部材22および1対の第1の軸部材23、24で構成された振動系を低速駆動(垂直走査)に適したものとすることができる。
Moreover, the material which gave each process, such as an oxidation process (oxide film formation), a plating process, a passivation process, a nitriding process, to the above materials may be used.
Among these, it is preferable to use a metal material as a constituent material of the
特に、駆動部材22を構成する金属材料としては、Ni−Ti合金、Cu−Zn合金、Ni−Al合金、Cu−Cd合金、Au−Cd合金、Au−Cd−Ag合金、Ti−Al−V合金などの超弾性合金、形状記憶合金や比較的弾性の高い材料を用いるのが好ましい。これにより、光学デバイス1は、長期間にわたり、所望の回動特性を維持(発揮)することができる。
In particular, the metal material constituting the driving
1対の第1の軸部材23、24は、第1の軸線Xに沿って同軸的に設けられ、それぞれ、弾性変形可能に構成されている。
1対の第1の軸部材23、24は、駆動部材22を各支持部材211、212(支持部21)に対して第1の軸線Xまわりに回動可能に支持している。
このような各第1の軸部材23、24は、駆動部材22や各第1の軸部材23、24の構成材料とは異なり、かつ、各第1の軸部材23、24の構成材料よりも剛性の低い材料で構成されている。
The pair of
The pair of
Each of the
各第1の軸部材23、24の構成材料としては、駆動部材22を支持でき、駆動部材22や各第1の軸部材23、24の構成材料とは異なり、かつ、各第1の軸部材23、24の構成材料よりも剛性の低い材料で構成されていれば、特に限定されず、例えば、前述した支持部21の構成材料と同様に、シリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の1種または2種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
As the constituent material of each
これらの中でも、各第1の軸部材23、24の構成材料としては、樹脂材料を用いるのが好ましい。樹脂材料は、比較的低い剛性を有している。そのため、樹脂を主材料として各第1の軸部材23、24を構成することで、効果的に各第1の軸部材23、24の長尺化を防止しつつ、駆動部材22および1対の第1の軸部材23、24で構成された振動系を低速駆動(垂直走査)に適したものとすることができる。
Among these, it is preferable to use a resin material as a constituent material of each of the
特に、各第1の軸部材23、24を構成する樹脂材料としては、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂は、耐熱性に優れ、変質、変性しにくい性質を有する。そのため、各第1の軸部材23、24の構成材料として熱硬化性樹脂を用いることにより、光学デバイス1は、長期間にわたり、所望の回動特性を維持(発揮)することができる。このような熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などを好適に用いることができる。
In particular, it is preferable to use a thermosetting resin as the resin material constituting each of the
このように第1の軸線Xまわりに回動する枠状の駆動部材22の内側には、駆動部材22に対し離間した状態で、可動板25が設けられている。
可動板25は、板状をなし、その一方の板面(上面)には、光反射性を有する光反射部251が設けられている。これにより、光学デバイス1を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
A
The
本実施形態では、可動板25の平面視形状が円形である。すなわち、可動板25は、円板状をなしている。そのため、可動板25の慣性モーメントを抑えつつ、光反射部251の光反射に利用可能な面積を大きくすることができる。なお、可動板25の平面視形状は、光学デバイス1の設計などに応じて決定されるものであり、前述したような円板状に限定されず、例えば、4角形、5角形などの多角形状や、楕円形状、長円形状などであってもよい。
In this embodiment, the planar view shape of the
このような可動板25は、1対の第2の軸部材26、27を介して駆動部材22に支持されている。ここで、第2の軸部材26は、前述したような境界部にて、接合膜55を介して駆動部材22と接合されている。これと同様に、第2の軸部材27は、前述したような境界部にて、接合膜56を介して駆動部材22と接合されている。これにより、駆動部材22の構成材料として可動板25の構成材料とは異なる材料を用いることができる。なお、各接合膜55、56については、後に詳述する。
可動板25の構成材料としては、特に限定されないが、シリコンが好適に用いられる。
Such a
The constituent material of the
1対の第2の軸部材26、27は、第2の軸線Yに沿って同軸的に設けられ、それぞれ、弾性変形可能に構成されている。
このような1対の第2の軸部材26、27は、可動板25を駆動部材22に対して第2の軸線Yまわりに回動可能に支持している。
また、本実施形態では、各第2の軸部材26、27は、可動板25と一体的に形成されている。このような可動板25および各第2の軸部材26、27は、例えば、1つの基板をエッチング等により加工することで一括形成することができる。そのため、比較的簡単に、可動板25および1対の第2の軸部材26、27の寸法精度を優れたものとし、これらで構成された振動系の振動特性を良好なものとすることができる。
The pair of
The pair of
In the present embodiment, the
本実施形態では、各第2の軸部材26、27の構成材料は、前述した可動板25の構成材料と同一である。したがって、可動板25をシリコンを主材料として構成した場合、各第2の軸部材26、27もシリコンを主材料として構成される。可動板25および各第2の軸部材26、27をそれぞれシリコンを主材料として構成すると、可動板25および各第2の軸部材26、27のそれぞれの寸法精度を優れたものとするとともに、可動板25や各第2の軸部材26、27の疲労を抑制することができる。そのため、光学デバイス1は、所望の回動特性(振動特性)を長期にわたり発揮することができる。
In the present embodiment, the constituent material of each of the
特に、基体2は、前述したように、各第2の軸部材26、27の駆動部材22側の端部付近を境界部とし、駆動部材22側に設けられた第1の部材と、可動板25側に設けられた第2の部材とに分割され、当該境界部にて第2の部材に対し接合膜を介して接合されている。そのため、第1の部材(駆動部材22)は、第2の部材(可動板25および各第2の軸部材26、27)の構成材料と異なる材料で構成することができ、駆動部材22および1対の第1の軸部材23、24で構成された振動系と、可動板25および1対の第2の軸部材26、27で構成された振動系とのそれぞれの設計自由度を向上させることができる。
In particular, as described above, the
特に、第1の部材(駆動部材22)は、可動板25の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるため、駆動部材22および1対の第1の軸部材23、24で構成された振動系を低速駆動用に適したものとするとともに、可動板25および1対の第2の軸部材26、27で構成された振動系を高速駆動用に適したものとすることができる。
以上説明したような基体2の支持部21の下面には、支持体3が接合膜57を介して接合されている。なお、接合膜57については、後に詳述する。
In particular, since the first member (drive member 22) is made of a material having a specific gravity greater than that of the constituent material of the
The
支持体3は、基板31と、この基板31の上面に接合された1対のスペーサ32とを備えている。
基板31の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ガラスやシリコンなどが好適に用いられる。
このような基板31の上面に接合された1対のスペーサ32は、一方のスペーサ32が支持部材211の下面に接合され、他方が支持部材212の下面に接合されており、基体2の振動系が振動する際、すなわち駆動部材22および可動板25が回動(振動)する際に、基板31に接触するのを防止する逃げ部(空間)を形成する。
各スペーサ32の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ガラスやシリコンなどが好適に用いられる。
The
The constituent material of the
In the pair of
The constituent material of each
このような支持体3の側面には、平面視にて、前述した駆動部材22(コイル221)を介して互いに対向するように、1対の磁石41、42が設けられている。
1対の磁石41、42は、第1の軸線Xを介して互いに反対側で、かつ、第2の軸線Yを介して互いに反対側に設けられている。そして、磁石42は、駆動部材22側をN極、その反対側をS極とするように設けられ、また、磁石41は、駆動部材22側をS極、その反対側をN極とするように設けられている。
A pair of
The pair of
このような1対の磁石41、42は、第1の軸線Xおよび第2の軸線Yを含む平面に平行で、かつ、第1の軸線Xおよび第2の軸線Yのそれぞれに対して傾斜(30〜60°程度)した方向で駆動部材22を貫く磁力線を有する磁界を発生させる。
すなわち、1対の磁石41、42は、駆動部材22近傍にて、x方向成分の磁力線とy方向成分の磁力線とをそれぞれ有する磁界を発生させる。
The pair of
That is, the pair of
このような各磁石41、42としては、永久磁石であっても、電磁石であってもよいが、構造の簡単化および小型化等の観点から、永久磁石を用いるのが好ましい。
各磁石41、42に用いる永久磁石としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
Each of the
The permanent magnet used for each of the
ここで、図5および図6に基づいて、光学デバイス1の制御系を説明する。
光学デバイス1は、図5に示すように、コイル221に通電する電源回路7と、この電源回路7の駆動を制御する制御部8とを有している。
電源回路7は、可動板25を第1の軸線Xまわりに回動させるための第1の電圧V1を発生させる第1の電圧発生部71と、可動板25を第2の軸線Yまわりに回動させるための第2の電圧V2を発生させる第2の電圧発生部72と、第1の電圧V1と第2の電圧V2とを重畳し、その重畳した電圧をコイル221に印加する電圧重畳部73とを備えている。
Here, based on FIG. 5 and FIG. 6, the control system of the
As shown in FIG. 5, the
The power supply circuit 7 includes a first voltage generator 71 that generates a first voltage V1 for rotating the
第1の電圧発生部71は、周期T1で周期的に変化する第1の電圧V1(垂直走査用電圧)を発生させるものである。
例えば、第1の電圧V1は、図6(a)に示すように、鋸波のような波形をなしている。このような波形をなす第1の電圧V1を用いることにより、可動板25の第1の軸線Xまわりの回動を垂直走査(副走査)に適したものとすることができる。なお、第1の電圧V1の波形は、これに限定されない。
The first voltage generator 71 generates a first voltage V1 (vertical scanning voltage) that periodically changes in a cycle T1.
For example, the first voltage V1 has a sawtooth waveform as shown in FIG. By using the first voltage V1 having such a waveform, the rotation of the
また、第1の電圧V1の周波数(1/T1)は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、30〜80Hz(60Hz程度)であるのが好ましい。
本実施形態では、第1の電圧V1の周波数は、駆動部材22と1対の第1の軸部材23、24とで構成された振動系のねじり共振周波数f1[Hz]と異なる周波数となるように調整されている。
The frequency (1 / T1) of the first voltage V1 is not particularly limited as long as it is a frequency suitable for vertical scanning, but is preferably 30 to 80 Hz (about 60 Hz).
In the present embodiment, the frequency of the first voltage V1 is different from the torsional resonance frequency f 1 [Hz] of the vibration system configured by the
一方、第2の電圧発生部72は、前述した周期T1と異なる周期T2で周期的に変化する第2の電圧V2(水平走査用電圧)を発生させるものである。
例えば、第2の電圧V2は、図6(b)に示すように、正弦波のような波形をなしている。このような波形をなす第2の電圧V2を用いることにより、可動板25の第2の軸線Yまわりの回動を水平走査(主走査)に適したものとすることができる。なお、第2の電圧V2の波形は、これに限定されない。
On the other hand, the
For example, as shown in FIG. 6B, the second voltage V2 has a waveform like a sine wave. By using the second voltage V2 having such a waveform, the rotation of the
このような第2の電圧V2の周波数は、第1の電圧V1の周波数よりも大きいのが好ましい。すなわち、周期T2は、周期T1よりも短いのが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動板25を第1の軸線Xまわりに第1の電圧V1の周波数で回動させつつ、第2の軸線Yまわりに第2の電圧V2の周波数で回動させることができる。
また、第2の電圧V2の周波数は、第1の電圧V1の周波数と異なり、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、10〜40kHzであるのが好ましい。このように、第2の電圧V2の周波数を10〜40kHzとし、前述したように第1の電圧V1の周波数を60Hz程度とすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動板25を第1の軸線Xおよび第2の軸線Yのそれぞれの軸線まわりに回動させることができる。
The frequency of the second voltage V2 is preferably higher than the frequency of the first voltage V1. That is, the period T2 is preferably shorter than the period T1. As a result, the
The frequency of the second voltage V2 is not particularly limited as long as it is different from the frequency of the first voltage V1 and is suitable for horizontal scanning, but is preferably 10 to 40 kHz. In this way, the frequency of the second voltage V2 is set to 10 to 40 kHz, and the frequency of the first voltage V1 is set to about 60 Hz as described above, so that the
本実施形態では、第2の電圧V2の周波数は、可動板25と1対の第2の軸部材26、27とで構成された振動系のねじり共振周波数f2[Hz]と等しくなるように調整されている。
また、共振周波数f1[Hz]および共振周波数f2[Hz]は、f2>f1の関係を満たすことが好ましく、f2≧10f1の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板25を第1の軸線Xまわりに第1の電圧V1の周波数で回動させつつ、第2の軸線Yまわりに第2の電圧V2の周波数で回動させることができる。
In the present embodiment, the frequency of the second voltage V2 is equal to the torsional resonance frequency f 2 [Hz] of the vibration system configured by the
The resonance frequency f 1 [Hz] and the resonance frequency f 2 [Hz] preferably satisfy the relationship f 2 > f 1 , and more preferably satisfy the relationship f 2 ≧ 10f 1 . As a result, the
このような第1の電圧発生部71および第2の電圧発生部72は、それぞれ、電圧重畳部73に電気的に接続されている。
電圧重畳部73は、コイル221に電気的に接続された加算器で構成されている。このような電圧重畳部73は、第1の電圧発生部71から第1の電圧V1を受けるとともに、第2の電圧発生部72から第2の電圧V2を受け、これらの電圧を重畳しコイル221に印加する。
このように構成された電源回路7の駆動を制御する制御部8は、図示しない挙動検出手段によって検出された可動板25の挙動情報(例えば、周波数)に基づき、前述した第1の電圧発生部71および第2の電圧発生部72のそれぞれの駆動を制御するようになっている。
The first voltage generating unit 71 and the second
The
The control unit 8 that controls the driving of the power supply circuit 7 configured as described above is based on the behavior information (for example, frequency) of the
以上のように構成された光学デバイス1は、例えば、次のようにして駆動する。
電源回路7が、例えば、図6(a)に示すような第1の電圧V1と、図6(b)に示すような第2の電圧V2とを重畳した電圧をコイル221に印加する。
すると、コイル221に流れる電流の方向が図1にて実線矢印で示す方向と破線矢印で示す方向とに交互に切り換わる。
The
The power supply circuit 7 applies, for example, a voltage obtained by superimposing a first voltage V1 as shown in FIG. 6A and a second voltage V2 as shown in FIG.
Then, the direction of the current flowing through the
これにより、コイル221が駆動部材22の厚さ方向(z方向)の磁界を発生させる。一方、駆動部材22付近においては、1対の磁石41、42が前述したように第1の軸線Xおよび第2の軸線Yのそれぞれに対し傾斜する方向の磁界を発生させている。そのため、駆動部材22には、第1の軸線Xまわりに回動させるような吸引力(引力)および反発力(斥力)と、第2の軸線Yまわりに回動させるような吸引力(引力)および反発力(斥力)とがそれぞれ生じる。
As a result, the
駆動部材22を第1の軸線Xまわりに回動させるような吸引力(引力)および反発力(斥力)により、駆動部材22が各第1の軸部材23、24の捩れ変形を伴って回動する。
その際、駆動部材22は、その質量が比較的大きいため、主に、低周波数である第1の電圧V1の周波数にて、各第1の軸部材23、24の捩れ変形を伴って回動する。そして、その回動に伴って、可動板25が各第2の軸部材26、27の捩れ変形を伴って第1の軸線Xまわりに回動する。
The
At that time, since the mass of the
一方、駆動部材22を第2の軸線Yまわりに回動させるような吸引力(引力)および反発力(斥力)により、駆動部材22が各第1の軸部材23、24の曲げ変形を伴って若干回動する。
その際、駆動部材22は、第2の電圧V2の周波数にて、各第1の軸部材23、24の曲げ変形を伴って第2の軸線Yまわりに若干回動する。そして、その回動に伴って、可動板25が各第2の軸部材26、27の捩れ変形を伴って第2の軸線Yまわりに回動する。ここで、可動板25と各第2の軸部材26、27とで構成された振動系の共振周波数を第2の電圧V2の周波数と一致させることで、可動板25の回動角を大きくすることができる。
このような駆動により、可動板25を、第1の軸線Xまわりに第1の電圧V1の周波数で回動(振動)させながら、第2の軸線Yまわりに第2の電圧V2の周波数で回動(振動)させる。すなわち、可動板25を互いに直交する2軸まわりに回動させることができる。
On the other hand, the
At that time, the driving
By such driving, the
(接合膜)
ここで、前述した各接合膜51〜57を詳細に説明する。なお、以下では、接合膜52を代表的に説明し、接合膜51、53〜57については、接合膜52と同様であるので、その説明を省略する。例えば、接合膜55については、以下の接合膜52に関する記載において、「接合膜52」を「接合膜55」、「駆動部材22」を「駆動部材22(第1の部材)」、「第1の軸部材23、24」を「第2の軸部材26、27(第2の部材)」と適宜読み替えればよい。
(Bonding film)
Here, each of the
接合膜52は、シロキサン(Si−O)結合を含みランダムな原子構造を有するSi骨格と、このSi骨格に結合する脱離基とを含むものである。
そして、接合膜52は、エネルギーを付与したことにより、脱離基がSi骨格から脱離し、接合膜52の表面に発現した接着性によって、第1の軸部材23と駆動部材22とを接合している。
より具体的に説明すると、接合膜52は、エネルギーが付与される前に、図7に示すように、シロキサン(Si−O)結合302を含み、ランダムな原子構造を有するSi骨格301と、このSi骨格301に結合する脱離基303とを含むものである。
The
Then, the
More specifically, before the energy is applied, the
そして、この接合膜52にエネルギーが付与されると、図8に示すように、一部の脱離基303がSi骨格301から脱離し、活性手304が生じる。これにより、接合膜52の第1の軸部材23側の面521に接着性が発現する。このようにして接着性が発現した接合膜52により、第1の軸部材23と駆動部材22とが接合されている。なお、第1の軸部材23に接合膜52を形成し、その接合膜52の駆動部材22側の面にエネルギー付与により活性手304を生じさせ、第1の軸部材23と駆動部材22とを接合してもよい。
When energy is applied to the
このような接合膜52を用いることで、第1の軸部材23の構成材料と駆動部材22の構成材料とを異ならせることができる。
しかも、このような接合膜52は、シロキサン結合302を含みランダムな原子構造を有するSi骨格301の影響によって、変形し難い強固な膜となる。このため、第1の軸部材23と駆動部材22との間の距離を高い寸法精度で一定に保持することができる。その結果、光学デバイス1全体の寸法精度を優れたものとすることができる。
また、接合膜52の厚さが極めて薄くかつ均一であるため、第1の軸部材23と駆動部材22とを接合膜52を介して接合して得られた接合体が第1の軸部材23と駆動部材22とを一体で形成したものに近い機械的特性を発揮することができる。
By using such a
Moreover, such a
Further, since the thickness of the
また、前述したような接合膜52を用いると、直接接合や陽極接合のような固体接合法を用いた場合とは異なり、第1の軸部材23および駆動部材22のそれぞれの材質が限られることがない。例えば、第1の軸部材23および駆動部材22のそれぞれの構成材料を必要な機械的特性に応じて最適化することができる。さらに、第1の軸部材23と駆動部材22との接触部分のうちの一部の領域のみを部分的に接合することができる。そのため、光学デバイス1の設計自由度を高めることができる。
また、比較的低温で第1の軸部材23と駆動部材22とを接合することができるため、光学デバイス1の各部に熱的な悪影響を及ぼすおそれもない。
また、接合プロセスにおける雰囲気が減圧雰囲気に限られないため、光学デバイス1の低コスト化を図ることができる。
In addition, when the
In addition, since the
Further, since the atmosphere in the bonding process is not limited to the reduced pressure atmosphere, the cost of the
また、接合膜52を用いて第1の第1の軸部材23と駆動部材22とを接合したことにより、接着剤がはみ出すといったエポキシ系接着剤などの接着剤のような問題が生じることがない。したがって、はみ出した接着剤が振動系の振動を阻害することがなく、光学デバイス1の製造において歩留まりを向上させることができる。また、はみ出した接着剤を除去する手間も必要ないため、光学デバイス1の生産効率を向上させることもできる。
In addition, since the first
さらに、接合膜52は、化学的に安定なSi骨格301の作用により、耐熱性に優れている。このため、光学デバイス1が高温下に曝されたとしても、接合膜52の変質・劣化を確実に防止することができる。また、接合膜52は接着剤に比べ放熱性にも優れている。そのため、可動板25に入射した光の一部が熱となっても、速やかに放熱して、熱膨張による特性の変化を防止し、安定した駆動を行うことができる。
Furthermore, the
また、このような接合膜52は、流動性を有しない固体状のものとなる。このため、流動性を有する液状または粘液状の接着剤に比べて、接着層(接合膜52)の厚さや形状がほとんど変化しない。このため、接合膜52を用いて製造された光学デバイス1の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間で強固な接合を可能にする。
Further, such a
このような接合膜52としては、特に、接合膜52を構成する全原子からH原子を除いた原子のうち、Si原子の含有率とO原子の含有率の合計が、10〜90原子%程度であるのが好ましく、20〜80原子%程度であるのがより好ましい。Si原子とO原子とが、前記範囲の含有率で含まれていれば、接合膜52は、Si原子とO原子とが強固なネットワークを形成し、接合膜52自体がより強固なものとなる。また、かかる接合膜52は、第1の軸部材23および駆動部材22に対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
As such a
また、接合膜52中のSi原子とO原子の存在比は、3:7〜7:3程度であるのが好ましく、4:6〜6:4程度であるのがより好ましい。Si原子とO原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、接合膜52の安定性が高くなり、第1の軸部材23と駆動部材22とをより強固に接合することができるようになる。
なお、接合膜52中のSi骨格301の結晶化度は、45%以下であるのが好ましく、40%以下であるのがより好ましい。これにより、Si骨格301は十分にランダムな原子構造を含むものとなる。このため、前述したSi骨格301の特性が顕在化し、接合膜52の寸法精度および接着性がより優れたものとなる。
The abundance ratio of Si atoms to O atoms in the
Note that the crystallinity of the
また、Si骨格301に結合する脱離基303は、前述したように、Si骨格301から脱離することによって、接合膜52に活性手304を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基303は、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないようSi骨格301に確実に結合している必要がある。
Further, as described above, the leaving
かかる観点から、脱離基303には、H原子、B原子、C原子、N原子、O原子、P原子、S原子およびハロゲン系原子、またはこれらの各原子を含み、これらの各原子がSi骨格301に結合するよう配置された原子団からなる群から選択される少なくとも1種で構成されたものが好ましく用いられる。かかる脱離基303は、エネルギーの付与による結合/脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基303は、上記のような必要性を十分に満足し得るものとなり、接合膜52の接着性をより高度なものとすることができる。
From this point of view, the leaving
なお、上記のような各原子がSi骨格301に結合するよう配置された原子団(基)としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、メルカプト基、スルホン酸基、シアノ基、イソシアネート基等が挙げられる。
これらの各基の中でも、脱離基303は、特にアルキル基であるのが好ましい。アルキル基は化学的な安定性が高いため、アルキル基を含む接合膜52は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
Examples of the atomic group (group) arranged so that each atom as described above is bonded to the
Among these groups, the leaving
このような特徴を有する接合膜52の構成材料としては、例えば、ポリオルガノシロキサンのようなシロキサン結合を含む重合物等が挙げられる。
ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜52は、それ自体が優れた機械的特性を有している。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示すものである。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜52は、第1の軸部材23と駆動部材22とをより強固に接合することができる。
Examples of the constituent material of the
The
また、ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性(非接着性)を示すが、エネルギーを付与されることにより、容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化し、接着性を発現するが、この非接着性と接着性との制御を容易かつ確実に行えるという利点を有する。
なお、この撥水性(非接着性)は、主に、ポリオルガノシロキサン中に含まれたアルキル基による作用である。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜52は、エネルギーを付与された領域に接着性が発現するとともに、エネルギーを付与しなかった領域においては、前述したアルキル基による優れた撥液性が得られるという利点も有する。
Polyorganosiloxane usually exhibits water repellency (non-adhesiveness), but when given energy, it can easily desorb organic groups, changes to hydrophilicity, and exhibits adhesiveness. However, there is an advantage that the non-adhesiveness and the adhesiveness can be controlled easily and reliably.
This water repellency (non-adhesiveness) is mainly due to the action of alkyl groups contained in the polyorganosiloxane. Therefore, the
また、ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とする接合膜52は、接着性に特に優れることから、本発明の光学デバイス1に対して特に好適である。また、オクタメチルトリシロキサンを主成分とする原料は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取り扱いが容易であるという利点もある。
Further, among polyorganosiloxanes, those mainly composed of a polymer of octamethyltrisiloxane are preferred. The
また、接合膜52の平均厚さは、1〜1000nm程度であるのが好ましく、2〜800nm程度であるのがより好ましい。接合膜52の平均厚さを前記範囲内とすることにより、第1の軸部材23と駆動部材22との間の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、これらをより強固に接合することができる。
すなわち、接合膜52の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜52の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、光学デバイス1の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
The average thickness of the
That is, when the average thickness of the
さらに、接合膜52の平均厚さが前記範囲内であれば、接合膜52にある程度の形状追従性が確保される。このため、例えば、駆動部材22の接合面(接合膜52に隣接する面)に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように接合膜52を被着させることができる。その結果、接合膜52は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。そして、駆動部材22上に形成した接合膜52を第1の軸部材23に貼り合わせた際に、接合膜52の第1の軸部材23に対する密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、接合膜52の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、接合膜52の厚さをできるだけ厚くすればよい。
Furthermore, if the average thickness of the
Note that the degree of the shape followability as described above becomes more prominent as the thickness of the
このような接合膜52は、いかなる方法で作製されたものでもよく、プラズマ重合法、CVD法、PVD法のような各種気相成膜法や、各種液相成膜法等により作製した膜にエネルギーを付与することによって作製することができるが、これらの中でも、エネルギー付与前の膜として、後述するようなプラズマ重合法により作製された膜を用いるのが好ましい。プラズマ重合法によれば、最終的に、緻密で均質な接合膜52を効率よく作製することができる。これにより、プラズマ重合法で作製された接合膜52は、第1の軸部材23と駆動部材22とを特に強固に接合し得るものとなる。さらに、プラズマ重合法で作製され、エネルギーが付与される前の接合膜52は、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持することができる。このため、光学デバイス1の製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。
Such a
(光学デバイスの製造方法)
次に、光学デバイス1の製造方法の一例を図9、図10に基づいて説明する。
図9は、図1および図2に示す光学デバイスの製造工程を説明するための図、図10は、図9(b)に示す接合膜の作製に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。なお、図9は、図2のA−A線断面に対応する断面を示している。なお、以下の説明では、説明の便宜上、図9中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本実施形態の光学デバイス1の製造方法は、[A]基体2を形成する工程と、[B]基体2と支持体3とを接合するとともに、支持体3と磁石41、42とを接合する工程とを有する。
(Optical device manufacturing method)
Next, an example of the manufacturing method of the
FIG. 9 is a diagram for explaining a manufacturing process of the optical device shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 10 is a longitudinal cross-sectional view schematically showing a plasma polymerization apparatus used for producing the bonding film shown in FIG. 9B. FIG. FIG. 9 shows a cross section corresponding to the cross section taken along the line AA of FIG. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 9 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
In the method of manufacturing the
[A]
−A1−
まず、図9(a)に示すように、1対の支持部材211、212および駆動部材22を用意する。
1対の支持部材211、212および駆動部材22は、それぞれ、基板を加工して形成することができる。
かかる基板としては、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。かかる基板の構成材料としては、1対の支持部材211、212および駆動部材22の説明で述べたものを用いることができる。
[A]
-A1-
First, as shown in FIG. 9A, a pair of
Each of the pair of
As such a substrate, a substrate having a uniform thickness and free from bending and scratches is preferably used. As the constituent material of the substrate, those described in the description of the pair of
−A2−
次に、図9(b)に示すように、駆動部材22の接合面(第1の軸部材23に対向する面)上に接合膜52を形成する。これと同時に、支持部材211の面上に接合膜51、支持部材212の面上に接合膜53、駆動部材22の面上に接合膜54〜56を形成する。
本工程では、1対の支持部材211、212および駆動部材22は、これらを所望の位置関係に保持するのが好ましい。これにより、一括して、接合膜51〜56を形成することができる。また、後述する工程A3やA4においても同時処理の実現や各部材の取り扱い性の向上を可能とする。かかる保持の方法としては、特に限定されないが、アライメント用のマークや係合部が形成された基板に仮接合する方法や、各種冶具を用いて固定する方法などが挙げられる。
-A2-
Next, as illustrated in FIG. 9B, the
In this step, the pair of
以下、接合膜52を代表的に説明するが、接合膜51、53〜56については、接合膜52と同様である。
接合膜52(エネルギー付与前の接合膜52)の形成方法としては、例えばプラズマ重合法を用いることができる。プラズマ重合法は、例えば、強電界中に、原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給することにより、原料ガス中の分子を重合させ、重合物を駆動部材22上に堆積させ、膜を得る方法である。
Hereinafter, the
As a method for forming the bonding film 52 (the
以下、接合膜52をプラズマ重合法にて形成する方法について詳述する。
かかるプラズマ重合法には、例えば、図10に示すようなプラズマ重合装置1100を用いる。
図10に示すプラズマ重合装置1100は、チャンバー1101と、駆動部材22を支持する第1の電極1130と、第2の電極1140と、各電極1130、1140間に高周波電圧を印加する電源回路1180と、チャンバー1101内にガスを供給するガス供給部1190と、チャンバー1101内のガスを排気する排気ポンプ1170とを備えている。これらの各部のうち、第1の電極1130および第2の電極1140がチャンバー1101内に設けられている。以下、各部について詳細に説明する。
チャンバー1101は、内部の気密を保持し得る容器であり、内部を減圧(真空)状態にして使用されるため、内部と外部との圧力差に耐え得る耐圧性能を有するものとされる。
Hereinafter, a method for forming the
For the plasma polymerization method, for example, a
A
The
図10に示すチャンバー1101は、軸線が水平方向に沿って配置されたほぼ円筒形をなすチャンバー本体と、チャンバー本体の左側開口部を封止する円形の側壁と、右側開口部を封止する円形の側壁とで構成されている。
チャンバー1101の上方には供給口1103が、下方には排気口1104が、それぞれ設けられている。そして、供給口1103にはガス供給部1190が接続され、排気口1104には排気ポンプ1170が接続されている。
なお、本実施形態では、チャンバー1101は、導電性の高い金属材料で構成されており、接地線1102を介して電気的に接地されている。
A
A
In the present embodiment, the
第1の電極1130は、板状をなしており、駆動部材22を支持している。なお、ここでは、駆動部材22を代表して説明するが、駆動部材22および1対の支持部材211、212は、その両方を同時に第1の電極1130により支持しチャンバー1101内に配してもよいし、一方ずつを別工程で第1の電極1130により支持しチャンバー1101内に配してもよい。
この第1の電極1130は、チャンバー1101の側壁の内壁面に、鉛直方向に沿って設けられており、これにより、第1の電極1130は、チャンバー1101を介して電気的に接地されている。なお、第1の電極1130は、図10に示すように、チャンバー本体と同心状に設けられている。
The
The
第1の電極1130の駆動部材22を支持する面には、静電チャック(吸着機構)1139が設けられている。
この静電チャック1139により、図10に示すように、駆動部材22を鉛直方向に沿って支持することができる。また、駆動部材22に多少の反りがあっても、静電チャック1139に吸着させることにより、その反りを矯正した状態で駆動部材22をプラズマ処理に供することができる。
An electrostatic chuck (suction mechanism) 1139 is provided on the surface of the
The
第2の電極1140は、駆動部材22を介して、第1の電極1130と対向して設けられている。なお、第2の電極1140は、チャンバー1101の側壁の内壁面から離間した(絶縁された)状態で設けられている。
この第2の電極1140には、配線1184を介して高周波電源1182が接続されている。また、配線1184の途中には、マッチングボックス(整合器)1183が設けられている。これらの配線1184、高周波電源1182およびマッチングボックス1183により、電源回路1180が構成されている。
このような電源回路1180によれば、第1の電極1130は接地されているので、第1の電極1130と第2の電極1140との間に高周波電圧が印加される。これにより、第1の電極1130と第2の電極1140との間隙には、高い周波数で向きが反転する電界が誘起される。
The
A high
According to such a
ガス供給部1190は、チャンバー1101内に所定のガスを供給するものである。
図10に示すガス供給部1190は、液状の膜材料(原料液)を貯留する貯液部1191と、液状の膜材料を気化してガス状に変化させる気化装置1192と、キャリアガスを貯留するガスボンベ1193とを有している。また、これらの各部とチャンバー1101の供給口1103とが、それぞれ配管1194で接続されており、ガス状の膜材料(原料ガス)とキャリアガスとの混合ガスを、供給口1103からチャンバー1101内に供給するように構成されている。
The
A
貯液部1191に貯留される液状の膜材料は、プラズマ重合装置1100により、重合して駆動部材22の表面に重合膜を形成する原材料となるものである。
このような液状の膜材料は、気化装置1192により気化され、ガス状の膜材料(原料ガス)となってチャンバー1101内に供給される。なお、原料ガスについては、後に詳述する。
The liquid film material stored in the
Such a liquid film material is vaporized by the
ガスボンベ1193に貯留されるキャリアガスは、電界の作用により放電し、およびこの放電を維持するために導入するガスである。このようなキャリアガスとしては、例えば、Arガス、Heガス等が挙げられる。
また、チャンバー1101内の供給口1103の近傍には、拡散板1195が設けられている。
拡散板1195は、チャンバー1101内に供給される混合ガスの拡散を促進する機能を有する。これにより、混合ガスは、チャンバー1101内に、ほぼ均一の濃度で分散することができる。
The carrier gas stored in the
A
The
排気ポンプ1170は、チャンバー1101内を排気するものであり、例えば、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等で構成される。このようにチャンバー1101内を排気して減圧することにより、ガスを容易にプラズマ化することができる。また、大気雰囲気との接触による駆動部材22の汚染・酸化等を防止するとともに、プラズマ処理による反応生成物をチャンバー1101内から効果的に除去することができる。
また、排気口1104には、チャンバー1101内の圧力を調整する圧力制御機構1171が設けられている。これにより、チャンバー1101内の圧力が、ガス供給部1190の動作状況に応じて、適宜設定される。
以上説明したように構成されたプラズマ重合装置1100を用いて、駆動部材22上に接合膜52を形成するに際しては、まず、駆動部材22をプラズマ重合装置1100のチャンバー1101内に収納して封止状態とした後、排気ポンプ1170の作動により、チャンバー1101内を減圧状態とする。
The
The
When the
次に、ガス供給部1190を作動させ、チャンバー1101内に原料ガスとキャリアガスの混合ガスを供給する。供給された混合ガスは、チャンバー1101内に充填される。
ここで、混合ガス中における原料ガスの占める割合(混合比)は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合を20〜70%程度に設定するのが好ましく、30〜60%程度に設定するのがより好ましい。これにより、重合膜の形成(成膜)の条件の最適化を図ることができる。
また、供給するガスの流量は、ガスの種類や目的とする成膜速度、膜厚等によって適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、原料ガスおよびキャリアガスの流量を、それぞれ、1〜100ccm程度に設定するのが好ましく、10〜60ccm程度に設定するのがより好ましい。
Next, the
Here, the ratio (mixing ratio) of the source gas in the mixed gas is slightly different depending on the type of the source gas and the carrier gas, the target film forming speed, and the like. For example, the ratio of the source gas in the mixed gas is 20 It is preferable to set to about -70%, and it is more preferable to set to about 30-60%. As a result, it is possible to optimize the conditions for formation (film formation) of the polymer film.
Further, the flow rate of the gas to be supplied is appropriately determined depending on the type of gas, the target film formation rate, the film thickness, etc., and is not particularly limited, but usually the flow rates of the source gas and the carrier gas are respectively , Preferably about 1 to 100 ccm, more preferably about 10 to 60 ccm.
次いで、電源回路1180を作動させ、一対の電極1130、1140間に高周波電圧を印加する。これにより、一対の電極1130、1140間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、重合物が駆動部材22上に付着・堆積する。これにより、図9(b)に示すように、駆動部材22上にプラズマ重合膜で構成された接合膜52が形成される。
Next, the
原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサンのようなオルガノシロキサン等が挙げられる。
このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜、すなわち接合膜52は、これらの原料が重合してなるもの(重合物)、すなわちポリオルガノシロキサンで構成されることとなる。
プラズマ重合の際、一対の電極1130、1140間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、1kHz〜100MHz程度であるのが好ましく、10〜60MHz程度であるのがより好ましい。
Examples of the source gas include organosiloxanes such as methylsiloxane, octamethyltrisiloxane, decamethyltetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, and methylphenylsiloxane.
The plasma polymerized film obtained by using such a raw material gas, that is, the
In the plasma polymerization, the frequency of the high frequency applied between the pair of
また、高周波の出力密度は、特に限定されないが、0.01〜10W/cm2程度であるのが好ましく、0.1〜1W/cm2程度であるのがより好ましい。
また、成膜時のチャンバー1101内の圧力は、133.3×10−5〜1333Pa(1×10−5〜10Torr)程度であるのが好ましく、133.3×10−4〜133.3Pa(1×10−4〜1Torr)程度であるのがより好ましい。
Further, the power density of the high frequency is not particularly limited, and is preferably about 0.01 to 10 / cm 2, more preferably about 0.1 to 1 W / cm 2.
The pressure in the
原料ガス流量は、0.5〜200sccm程度であるのが好ましく、1〜100sccm程度であるのがより好ましい。一方、キャリアガス流量は、5〜750sccm程度であるのが好ましく、10〜500sccm程度であるのがより好ましい。
処理時間は、1〜10分程度であるのが好ましく、4〜7分程度であるのがより好ましい。なお、成膜される接合膜52の厚さは、主に、この処理時間に比例する。したがって、この処理時間を調整することのみで、接合膜52の厚さを容易に調整することができる。このため、接着剤を用いて第1の軸部材23と駆動部材22とを接着した場合、接着剤の厚さを厳密に制御することができないが、接合膜52を用いた本発明では、接合膜52の厚さを厳密に制御することができるので、第1の軸部材23と駆動部材22との距離を厳密に制御することができる。
また、駆動部材22の温度は、25℃以上であるのが好ましく、25〜100℃程度であるのがより好ましい。
以上のようにして、接合膜52を得ることができる。
なお、駆動部材22の上面のうち、第1の軸部材23を接合する領域のみに部分的に接合膜52を形成する場合、例えば、この領域に対応する形状の窓部を有するマスクを用い、このマスク上から接合膜52を成膜するようにすればよい。
The raw material gas flow rate is preferably about 0.5 to 200 sccm, and more preferably about 1 to 100 sccm. On the other hand, the carrier gas flow rate is preferably about 5 to 750 sccm, and more preferably about 10 to 500 sccm.
The treatment time is preferably about 1 to 10 minutes, more preferably about 4 to 7 minutes. Note that the thickness of the
Moreover, it is preferable that the temperature of the
As described above, the
In the case where the
−A3−
次に、図9(c)に示すように、駆動部材22上に形成した接合膜52に対してエネルギーEを付与する。また、同様に、接合膜51、53〜56に対してもエネルギーEを付与する。
エネルギーが付与されると、接合膜52では、図8に示すように、脱離基303がSi骨格301から脱離する。そして、脱離基303が脱離した後には、接合膜52の表面および内部に活性手304が生じる。これにより、接合膜52の表面に、第1の軸部材23との接着性が発現する。
-A3-
Next, as shown in FIG. 9C, energy E is applied to the
When energy is applied, the leaving
ここで、接合膜52に付与するエネルギーは、いかなる方法で付与されてもよく、例えば、(I)接合膜52にエネルギー線を照射する方法、(II)接合膜52を加熱する方法、(III)接合膜52に圧縮力を付与する(物理的エネルギーを付与する)方法が代表的に挙げられ、この他、プラズマに曝す(プラズマエネルギーを付与する)方法、オゾンガスに曝す(化学的エネルギーを付与する)方法等が挙げられる。
このうち、接合膜52にエネルギーを付与する方法として、特に、上記(I)、(II)、(III)の各方法のうち、少なくとも1つの方法を用いるのが好ましい。これらの方法は、接合膜52に対して比較的簡単に効率よくエネルギーを付与することができるので、エネルギー付与方法として好適である。
Here, the energy applied to the
Among these, as a method for applying energy to the
以下、上記(I)、(II)、(III)の各方法について詳述する。
(I)接合膜52にエネルギー線を照射する場合、エネルギー線としては、例えば、紫外線、レーザー光のような光、X線、γ線、電子線、イオンビームのような粒子線等、またはこれらのエネルギー線を組み合わせたものが挙げられる。
これらのエネルギー線の中でも、特に、波長150〜300nm程度の紫外線を用いるのが好ましい(図9(c)参照)。かかる紫外線によれば、付与されるエネルギー量が最適化されるので、接合膜52中のSi骨格301が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、Si骨格301と脱離基303との間の結合を選択的に切断することができる。これにより、接合膜52の特性(機械的特性、化学的特性等)が低下するのを防止しつつ、接合膜52に接着性を発現させることができる。
また、紫外線によれば、広い範囲をムラなく短時間に処理することができるので、脱離基303の脱離を効率よく行わせることができる。さらに、紫外線には、例えば、UVランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
なお、紫外線の波長は、より好ましくは、160〜200nm程度とされる。
Hereinafter, the methods (I), (II), and (III) will be described in detail.
(I) When irradiating the
Among these energy rays, it is particularly preferable to use ultraviolet rays having a wavelength of about 150 to 300 nm (see FIG. 9C). According to such ultraviolet rays, the amount of energy applied is optimized, so that the
In addition, since ultraviolet rays can be processed in a short time without unevenness, the leaving
The wavelength of ultraviolet light is more preferably about 160 to 200 nm.
また、UVランプを用いる場合、その出力は、接合膜52の面積に応じて異なるが、1mW/cm2〜1W/cm2程度であるのが好ましく、5mW/cm2〜50mW/cm2程度であるのがより好ましい。なお、この場合、UVランプと接合膜52との離間距離は、3〜3000mm程度とするのが好ましく、10〜1000mm程度とするのがより好ましい。
In the case of using the UV lamp, the output may vary depending on the area of the
また、紫外線を照射する時間は、接合膜52の面521付近の脱離基303を脱離し得る程度の時間、すなわち、接合膜52の内部の脱離基303を多量に脱離させない程度の時間とするのが好ましい。具体的には、紫外線の光量、接合膜52の構成材料等に応じて若干異なるものの、0.5〜30分程度であるのが好ましく、1〜10分程度であるのがより好ましい。
また、紫外線は、時間的に連続して照射されてもよいが、間欠的(パルス状)に照射されてもよい。
一方、レーザー光としては、例えば、エキシマレーザー(フェムト秒レーザー)、Nd−YAGレーザー、Arレーザー、CO2レーザー、He−Neレーザー等が挙げられる。
In addition, the time for irradiating the ultraviolet rays is such a time that the leaving
Moreover, although an ultraviolet-ray may be irradiated continuously in time, you may irradiate intermittently (pulse form).
On the other hand, examples of the laser light include an excimer laser (femtosecond laser), an Nd-YAG laser, an Ar laser, a CO 2 laser, and a He—Ne laser.
また、接合膜52に対するエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧(真空)雰囲気等が挙げられるが、特に大気雰囲気中で行うのが好ましい。これにより、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、エネルギー線の照射をより簡単に行うことができる。
このように、エネルギー線を照射する方法によれば、接合膜52に対して選択的にエネルギーを付与することが容易に行えるため、例えば、エネルギーの付与による駆動部材22の変質・劣化を防止することができる。
The irradiation of the energy beam to the
As described above, according to the method of irradiating the energy beam, energy can be easily selectively applied to the
また、エネルギー線を照射する方法によれば、付与するエネルギーの大きさを、精度よく簡単に調整することができる。このため、接合膜52から脱離する脱離基303の脱離量を調整することが可能となる。このように脱離基303の脱離量を調整することにより、接合膜52と第1の軸部材23との間の接合強度を容易に制御することができる。
すなわち、脱離基303の脱離量を多くすることにより、接合膜52の表面および内部に、より多くの活性手が生じるため、接合膜52に発現する接着性をより高めることができる。一方、脱離基303の脱離量を少なくすることにより、接合膜52の表面および内部に生じる活性手を少なくし、接合膜52に発現する接着性を抑えることができる。
なお、付与するエネルギーの大きさを調整するためには、例えば、エネルギー線の種類、エネルギー線の出力、エネルギー線の照射時間等の条件を調整すればよい。
さらに、エネルギー線を照射する方法によれば、短時間で大きなエネルギーを付与することができるので、エネルギーの付与をより効率よく行うことができる。
Moreover, according to the method of irradiating energy rays, the magnitude of energy to be applied can be easily adjusted with high accuracy. For this reason, it is possible to adjust the desorption amount of the leaving
That is, by increasing the amount of elimination of the leaving
In addition, in order to adjust the magnitude | size of the energy to provide, what is necessary is just to adjust conditions, such as the kind of energy beam, the output of an energy beam, the irradiation time of an energy beam.
Furthermore, according to the method of irradiating energy rays, a large amount of energy can be applied in a short time, so that the energy can be applied more efficiently.
(II)接合膜52を加熱する場合(図示せず)、加熱温度を25〜100℃程度に設定するのが好ましく、50〜100℃程度に設定するのがより好ましい。かかる範囲の温度で加熱すれば、駆動部材22等が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合膜52を確実に活性化させることができる。
また、加熱時間は、接合膜52の分子結合を切断し得る程度の時間であればよく、具体的には、加熱温度が前記範囲内であれば、1〜30分程度であるのが好ましい。
また、接合膜52は、いかなる方法で加熱されてもよいが、例えば、ヒータを用いる方法、赤外線を照射する方法、火炎に接触させる方法等の各種加熱方法で加熱することができる。
(II) When the
The heating time may be a time that can break the molecular bond of the
The
なお、第1の軸部材23と駆動部材22との互いの熱膨張率がほぼ等しい場合には、上記のような条件で接合膜52を加熱すればよいが、第1の軸部材23と駆動部材22の熱膨張率が互いに異なっている場合には、後に詳述するが、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
Note that when the
(III)本実施形態では、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせる前に、接合膜52に対してエネルギーを付与する場合について説明しているが、かかるエネルギーの付与は、第1の軸部材23と駆動部材22とを重ね合わせ(接触させ)た後に行われるようにしてもよい。すなわち、駆動部材22上に接合膜52を形成した後、エネルギーを付与する前に、接合膜52と第1の軸部材23とが密着するように、第1の軸部材23と駆動部材22とを重ね合わせて、仮接合体とする。そして、この仮接合体中の接合膜52に対してエネルギーを付与することにより、接合膜52に接着性が発現し、接合膜52を介して第1の軸部材23と駆動部材22とが接合(接着)される。
(III) In the present embodiment, the case where energy is applied to the
この場合、仮接合体中の接合膜52に対するエネルギーの付与は、前述した(I)、(II)の方法でもよいが、接合膜52に圧縮力を付与する方法を用いてもよい。
この場合、第1の軸部材23と駆動部材22とが互いに近づく方向に、0.2〜10MPa程度の圧力で圧縮するのが好ましく、1〜5MPa程度の圧力で圧縮するのがより好ましい。これにより、単に圧縮するのみで、接合膜52に対して適度なエネルギーを簡単に付与することができ、接合膜52に十分な接着性が発現する。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、第1の軸部材23と駆動部材22の各構成材料によっては、第1の軸部材23や駆動部材22に損傷等が生じるおそれがある。
また、圧縮力を付与する時間は、特に限定されないが、10秒〜30分程度であるのが好ましい。なお、圧縮力を付与する時間は、圧縮力の大きさに応じて適宜変更すればよい。具体的には、圧縮力の大きさが大きいほど、圧縮力を付与する時間を短くすることができる。
In this case, the application of energy to the
In this case, the
The time for applying the compressive force is not particularly limited, but is preferably about 10 seconds to 30 minutes. In addition, what is necessary is just to change suitably the time which provides compression force according to the magnitude | size of compression force. Specifically, the time for applying the compressive force can be shortened as the compressive force increases.
なお、仮接合体の状態では、第1の軸部材23と駆動部材22との間が接合されていないので、これらの相対的な位置を容易に調整する(ずらす)ことができる。したがって、一旦、仮接合体を得た後、第1の軸部材23と駆動部材22との相対位置を微調整することにより、最終的に得られる光学デバイス1の組み立て精度(寸法精度)を確実に高めることができる。
以上のような(I)、(II)、(III)の各方法により、接合膜52にエネルギーを付与することができる。
In the state of the temporary joined body, the
Energy can be imparted to the
なお、接合膜52の全面にエネルギーを付与するようにしてもよいが、一部の領域のみに付与するようにしてもよい。このようにすれば、接合膜52の接着性が発現する領域を制御することができ、この領域の面積・形状等を適宜調整することによって、接合界面に発生する応力の局所集中を緩和することができる。これにより、例えば、第1の軸部材23と駆動部材22の熱膨張率差が大きい場合でも、これらを確実に接合することができる。
Note that energy may be applied to the entire surface of the
ここで、前述したように、エネルギーが付与される前の状態の接合膜52は、図7に示すように、Si骨格301と脱離基303とを有している。かかる接合膜52にエネルギーが付与されると、脱離基303(本実施形態では、メチル基)がSi骨格301から脱離する。これにより、図8に示すように、接合膜52の第1の軸部材23側の面521に活性手304が生じ、活性化される。その結果、接合膜52の表面に接着性が発現する。
Here, as described above, the
ここで、接合膜52を「活性化させる」とは、接合膜52の第1の軸部材23側の面521および内部の脱離基303が脱離して、Si骨格301において終端化されていない結合手(以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。)が生じた状態や、この未結合手が水酸基(OH基)によって終端化された状態、または、これらの状態が混在した状態のことを言う。
Here, “activating” the
したがって、活性手304とは、未結合手(ダングリングボンド)、または未結合手が水酸基によって終端化されたもののことを言う。このような活性手304によれば、第1の軸部材23に対して、特に強固な接合が可能となる。
なお、後者の状態(未結合手が水酸基によって終端化された状態)は、例えば、接合膜52に対して大気雰囲気中でエネルギー線を照射することにより、大気中の水分が未結合手を終端化することによって、容易に生成することができる。
Therefore, the
The latter state (state in which dangling bonds are terminated by a hydroxyl group) is obtained by, for example, irradiating the
−A4−
次に、第1の軸部材23を用意し、図9(d)に示すように、接着性が発現してなる接合膜52と第1の軸部材23とが密着するように、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせる。その結果、第1の軸部材23と駆動部材22とが、接合膜52を介して接合(接着)される。
-A4-
Next, the
同様に、支持部材211と第1の軸部材23とが接合膜51を介して接合される。また、支持部材212と第1の軸部材24とが接合膜53を介して接合される。また、第1の軸部材24と駆動部材22とが接合膜54を介して接合される。また、駆動部材22と第2の軸部材26とが接合膜55を介して接合される。また、駆動部材22と第2の軸部材27とが接合膜56を介して接合される。
Similarly, the
これらの接合により基体2(2次元振動系)が形成される。
ここで、各第1の軸部材23、24の形成方法は、特に限定されないが、例えば、各第1の軸部材23、24が樹脂で構成されている場合、プレス成形を用いるのが好ましい。これにより、各第1の軸部材23、24の寸法精度を優れたものとすることができる。
また、可動板25および1対の第2の軸部材26、27は、特に限定されないが、基板をエッチング等により加工することにより形成することができる。
The base 2 (two-dimensional vibration system) is formed by these joining.
Here, the method for forming the
The
ここで、上記のようにして接合される第1の軸部材23と駆動部材22の各熱膨張率は、ほぼ等しいのが好ましい。第1の軸部材23と駆動部材22の熱膨張率がほぼ等しければ、これらを貼り合せた際に、その接合界面に熱膨張に伴う応力が発生し難くなる。その結果、最終的に得られる光学デバイス1において、剥離等の不具合が発生するのを確実に防止することができる。
Here, it is preferable that the thermal expansion coefficients of the
また、第1の軸部材23と駆動部材22の各熱膨張率が互いに異なる場合でも、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせる際の条件を以下のように最適化することにより、第1の軸部材23と駆動部材22とを高い寸法精度で強固に接合することができる。
すなわち、第1の軸部材23と駆動部材22の熱膨張率が互いに異なっている場合には、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
Further, even when the thermal expansion coefficients of the
That is, when the
具体的には、第1の軸部材23と駆動部材22との熱膨張率差にもよるが、第1の軸部材23と駆動部材22の温度が25〜50℃程度である状態下で、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせるのが好ましく、25〜40℃程度である状態下で貼り合わせるのがより好ましい。このような温度範囲であれば、第1の軸部材23と駆動部材22の熱膨張率差がある程度大きくても、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、光学デバイス1における反りや剥離等の発生を確実に防止することができる。
Specifically, although depending on the difference in thermal expansion coefficient between the
また、この場合、第1の軸部材23と駆動部材22との間の熱膨張係数の差が、5×10−5/K以上あるような場合には、上記のようにして、できるだけ低温下で接合を行うことが特に推奨される。なお、接合膜52を用いることにより、上述したような低温下でも、第1の軸部材23と駆動部材22とを強固に接合することができる。
また、第1の軸部材23と駆動部材22は、互いに剛性が異なっているのが好ましい。これにより、第1の軸部材23と各駆動部材22とをより強固に接合することができる。
In this case, when the difference in thermal expansion coefficient between the
Moreover, it is preferable that the
なお、駆動部材22の接合膜52を成膜する領域には、あらかじめ、接合膜52との密着性を高める表面処理を施すのが好ましい。これにより、駆動部材22と接合膜52との間の接合強度をより高めることができ、最終的に得られる光学デバイス1において、第1の軸部材23と駆動部材22との接合強度を高めることができる。
かかる表面処理としては、例えば、スパッタリング処理、ブラスト処理のような物理的表面処理、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。このような処理を施すことにより、駆動部材22のうちの接合膜52を成膜する領域を清浄化するとともに、当該領域を活性化させることができる。
また、これらの各表面処理の中でもプラズマ処理を用いることにより、接合膜52を形成するために、駆動部材22の表面を特に最適化することができる。
Note that it is preferable that a surface treatment for improving adhesion with the
Examples of the surface treatment include physical surface treatment such as sputtering treatment and blast treatment, plasma treatment using oxygen plasma, nitrogen plasma, etc., corona discharge treatment, etching treatment, electron beam irradiation treatment, ultraviolet irradiation treatment, ozone Examples include chemical surface treatment such as exposure treatment, or a combination of these. By performing such processing, it is possible to clean the region of the driving
Further, by using plasma treatment among these surface treatments, the surface of the driving
なお、表面処理を施す駆動部材22が、樹脂材料(高分子材料)で構成されている場合には、特に、コロナ放電処理、窒素プラズマ処理等が好適に用いられる。
また、駆動部材22の構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、接合膜52の接合強度が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる駆動部材22の構成材料としては、例えば、前述したような各種金属系材料、各種シリコン系材料、各種ガラス系材料等を主材料とするものが挙げられる。
In addition, when the
Further, depending on the constituent material of the driving
このような材料で構成された駆動部材22は、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、比較的活性の高い水酸基が結合している。したがって、このような材料で構成された駆動部材22を用いると、上記のような表面処理を施さなくても、駆動部材22と接合膜52とを強固に密着させることができる。
なお、この場合、駆動部材22の全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも接合膜52を成膜する領域の表面付近が上記のような材料で構成されていればよい。
The surface of the driving
In this case, the
さらに、駆動部材22のうちの接合膜52を成膜する領域に、以下の基や物質を有する場合には、上記のような表面処理を施さなくても、駆動部材22と接合膜52との接合強度を十分に高くすることができる。
このような基や物質としては、例えば、水酸基、チオール基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、イミダゾール基のような官能基、ラジカル、開環分子、2重結合、3重結合のような不飽和結合、F、Cl、Br、Iのようなハロゲン、過酸化物からなる群から選択される少なくとも1つの基または物質が挙げられる。
また、このようなものを有する表面が得られるように、上述したような各種表面処理を適宜選択して行うのが好ましい。
Furthermore, in the case where the region where the
Examples of such groups and substances include functional groups such as hydroxyl groups, thiol groups, carboxyl groups, amino groups, nitro groups, and imidazole groups, radicals, ring-opened molecules, double bonds, and triple bonds. And at least one group or substance selected from the group consisting of a saturated bond, a halogen such as F, Cl, Br, and I, and a peroxide.
Further, it is preferable to appropriately select and perform various surface treatments as described above so that a surface having such a material can be obtained.
また、表面処理に代えて、駆動部材22の少なくとも接合膜52を成膜する領域には、あらかじめ、中間層を形成しておくのが好ましい。
この中間層は、いかなる機能を有するものであってもよく、例えば、接合膜52との密着性を高める機能、クッション性(緩衝機能)、応力集中を緩和する機能等を有するものが好ましい。このような中間層を介して駆動部材22上に接合膜52を成膜することにより、駆動部材22と接合膜52との接合強度を高め、信頼性の高い接合体、すなわち光学デバイス1を得ることができる。
In place of the surface treatment, it is preferable to form an intermediate layer in advance in at least the region of the
The intermediate layer may have any function, and for example, a layer having a function of improving adhesion to the
かかる中間層の構成材料としては、例えば、アルミニウム、チタンのような金属系材料、金属酸化物、シリコン酸化物のような酸化物系材料、金属窒化物、シリコン窒化物のような窒化物系材料、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボンのような炭素系材料、シランカップリング剤、チオール系化合物、金属アルコキシド、金属−ハロゲン化合物のような自己組織化膜材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、これらの各材料で構成された中間層の中でも、酸化物系材料で構成された中間層によれば、駆動部材22と接合膜52との間の接合強度を特に高めることができる。
Examples of the constituent material of the intermediate layer include metal materials such as aluminum and titanium, metal oxides, oxide materials such as silicon oxide, metal nitrides, and nitride materials such as silicon nitride. , Carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon, silane coupling agents, thiol-based compounds, metal alkoxides, and self-assembled film materials such as metal-halogen compounds. A combination of more than one species can be used.
Further, among the intermediate layers formed of these materials, the intermediate layer formed of the oxide-based material can particularly increase the bonding strength between the
一方、第1の軸部材23のうちの接合膜52と接触する領域にも、あらかじめ、接合膜52との密着性を高める表面処理を施すのが好ましい。これにより、第1の軸部材23と接合膜52との間の接合強度をより高めることができる。
なお、この表面処理には、駆動部材22に対して施す前述したような表面処理と同様の処理を適用することができる。
On the other hand, it is preferable that a region of the
For this surface treatment, the same treatment as the above-described surface treatment performed on the
また、表面処理に代えて、第1の軸部材23のうちの接合膜52と接触する領域に、あらかじめ、接合膜52との密着性を高める機能を有する中間層を形成しておくのが好ましい。これにより、第1の軸部材23と接合膜52との間の接合強度をより高めることができる。
かかる中間層の構成材料には、前述の駆動部材22に形成する中間層の構成材料と同様のものを用いることができる。
Further, instead of the surface treatment, it is preferable to previously form an intermediate layer having a function of improving adhesion to the
As the constituent material of the intermediate layer, the same constituent material as that of the intermediate layer formed on the driving
ここで、本工程において、駆動部材22上に設けられた接合膜52が第1の軸部材23と接合するメカニズムについて説明する。
例えば、第1の軸部材23のうちの駆動部材22との接合に供される領域に、水酸基が露出している場合を例に説明すると、本工程において、接合膜52と第1の軸部材23とが接触するように、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせたとき、接合膜52の第1の軸部材23側の面521に存在する水酸基と、第1の軸部材23の前記領域に存在する水酸基とが、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。この引力によって、接合膜52を備える駆動部材22と第1の軸部材23とが接合されると推察される。
また、この水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって、脱水縮合を伴って表面から切断される。その結果、接合膜52と第1の軸部材23との接触界面では、水酸基が結合していた結合手同士が結合する。これにより、接合膜52を介して第1の軸部材23と駆動部材22とがより強固に接合されると推察される。
Here, a mechanism in which the
For example, the case where a hydroxyl group is exposed in a region of the
Further, the hydroxyl groups attracting each other by the hydrogen bond are cleaved from the surface with dehydration condensation depending on the temperature condition or the like. As a result, at the contact interface between the
なお、前述した工程A3(エネルギー付与工程)で活性化された接合膜52の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、工程A3の終了後、できるだけ早く本工程A4(貼り合わせ工程)に移行するのが好ましい。具体的には、工程A3の終了後、60分以内に本工程A4を行うようにするのが好ましく、5分以内に行うのがより好ましい。かかる時間内であれば、接合膜52の表面が十分な活性状態を維持しているので、本工程A4で第1の軸部材23と駆動部材22(接合膜52の面521)とを貼り合わせたとき、これらの間に十分な接合強度を得ることができる。
このようにして接合された第1の軸部材23と駆動部材22との間は、その接合強度が5MPa(50kgf/cm2)以上であるのが好ましく、10MPa(100kgf/cm2)以上であるのがより好ましい。このような接合強度であれば、接合界面の剥離を十分に防止し得るものとなる。そして、信頼性の高い光学デバイス1が得られる。
Note that the active state of the surface of the
The bonding strength between the
[B]
−B1−
次に、基板を加工して得られた支持体3を用意し、図9(e)に示すように、接合膜57を介して基体2と支持体3とを接合するとともに、1対の磁石41、42を支持体3に接合する。また、駆動部材22の上面にコイル221を形成するとともに、端子213、214や配線等を形成する。
[B]
-B1-
Next, the
支持体3を形成するための基板としては、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。かかる基板の構成材料としては、支持体3の説明で述べたものを用いることができる。
接合膜57は、前述した接合膜52と同様の方法により形成することができる。すなわち、接合膜57は、前述した工程A2と同様、プラズマ重合により成膜し、その後、前述した工程A3と同様、エネルギー付与する。
As the substrate for forming the
The
以上説明したような工程[A]、[B]により光学デバイス1を製造することができる。
なお、前述した製造方法では、駆動部材22上に成膜された接合膜52と第1の軸部材23とが密着するように、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせる場合について説明しているが、第1の軸部材23に成膜された接合膜52と駆動部材22とが密着するように、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせるようにしてもよい。
The
In the manufacturing method described above, the
また、接合膜52は、第1の軸部材23と駆動部材22の双方に成膜されていてもよい。この場合、各部の界面をさらに強固に接合することができる。また、被着体(具体的には、第1の軸部材23、駆動部材22)の材質が接合強度に影響を及ぼし難いため、被着体の材質によらず、各部が強固に接合された信頼性の高い光学デバイス1が得られる。また、この場合、例えば、接合膜52に対するエネルギーの付与は、第1の軸部材23に成膜された接合膜52と、駆動部材22に成膜された接合膜52のそれぞれに対して行うようにすればよい。
また、前述した工程A5の後、基体2または光学デバイス1に対して、必要に応じ、以下の2つの工程B2およびB3のうちの少なくとも1つの工程(光学デバイス1の接合強度を高める工程)を行うようにしてもよい。これにより、第1の軸部材23と駆動部材22との接合強度のさらなる向上を図ることができる。
Further, the
Further, after the above-described step A5, the
−C6−
光学デバイス1(または基体2。以下同じ。)をその厚さ方向(図2、図9にて上下方向)に圧縮するように、すなわち第1の軸部材23と駆動部材22とが互いに近づく方向に加圧する。
これにより、第1の軸部材23と駆動部材22との接合強度をより高めることができる。
-C6-
The optical device 1 (or the
Thereby, the joining strength of the
また、光学デバイス1を加圧することにより、光学デバイス1中の接合界面に残存していた隙間を押し潰して、接合面積をさらに広げることができる。これにより、光学デバイス1における接合強度をさらに高めることができる。
このとき、光学デバイス1を加圧する際の圧力は、光学デバイス1が損傷を受けない程度の圧力で、できるだけ高い方が好ましい。これにより、この圧力に比例して光学デバイス1における接合強度を高めることができる。
In addition, by pressurizing the
At this time, the pressure when pressurizing the
なお、この圧力は、光学デバイス1の各部の構成材料や形状、接合装置等の条件に応じて、適宜調整すればよい。具体的には、上記条件に応じて若干異なるものの、0.2〜10MPa程度であるのが好ましく、1〜5MPa程度であるのがより好ましい。これにより、光学デバイス1の接合強度を確実に高めることができる。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、光学デバイス1の各部の構成材料によっては、光学デバイス1に損傷等が生じるおそれがある。
また、加圧する時間は、特に限定されないが、10秒〜30分程度であるのが好ましい。なお、加圧する時間は、加圧する際の圧力に応じて適宜変更すればよい。具体的には、光学デバイス1を加圧する際の圧力が高いほど、加圧する時間を短くしても、接合強度の向上を図ることができる。
In addition, what is necessary is just to adjust this pressure suitably according to conditions, such as a constituent material and shape of each part of the
The time for pressurization is not particularly limited, but is preferably about 10 seconds to 30 minutes. In addition, what is necessary is just to change suitably the time to pressurize according to the pressure at the time of pressurizing. Specifically, the higher the pressure at which the
−C7−
得られた光学デバイス1を加熱する。
これにより、光学デバイス1における接合強度をより高めることができる。
このとき、光学デバイス1を加熱する際の温度は、室温より高く、光学デバイス1の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは25〜100℃程度とされ、より好ましくは50〜100℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、光学デバイス1が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
また、加熱時間は、特に限定されないが、1〜30分程度であるのが好ましい。
-C7-
The obtained
Thereby, the joint strength in the
At this time, the temperature at the time of heating the
The heating time is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 minutes.
なお、以上説明したような工程B2、B3の双方を行う場合、これらを同時に行うのが好ましい。すなわち、光学デバイス1を加圧しつつ、加熱するのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、光学デバイス1の接合強度を特に高めることができる。
以上のような工程を行うことにより、光学デバイス1における接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
In addition, when performing both process B2 and B3 which were demonstrated above, it is preferable to perform these simultaneously. That is, it is preferable to heat the
By performing the steps as described above, it is possible to easily further improve the bonding strength in the
<第2実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第2実施形態を説明する。
図11は、本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す斜視図、図12は、図11に示す光学デバイスの平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図12中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 11 is a perspective view showing a second embodiment of the optical device of the present invention, and FIG. 12 is a plan view of the optical device shown in FIG. In the following, for convenience of explanation, the front side of the sheet in FIG. 12 is referred to as “upper”, the rear side of the sheet is referred to as “lower”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”.
以下、第2実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態の光学デバイス1Aは、図11および図12に示すように、駆動部材と可動板と各第2の軸部材との構成が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
Hereinafter, the optical device of the second embodiment will be described focusing on the differences from the optical device of the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
As shown in FIGS. 11 and 12, the
光学デバイス1Aでは、駆動部材22と各第2の軸部材26、27とが一体的に形成されている。そして、第2の軸部材26が接合膜55Aを介して可動板25に接合され、第2の軸部材27が接合膜56Aを介して可動板25に接合されている。
すなわち、第2の実施形態において、基体2は、各第2の軸部材26、27の可動板25側の端部付近を境界部とし、駆動部材22側に設けられた第1の部材と、可動板25側に設けられた第2の部材とに分割され、当該境界部にて第2の部材に対し接合膜を介して接合されている。
In the
That is, in the second embodiment, the
ここで、第1の部材は、駆動部材22および1対の第2の軸部材26、27で構成され、第2の部材は、可動板25で構成されている。
したがって、本実施形態では、基板を加工することで、駆動部材22および1対の第2の軸部材26、27を一括形成することができる。また、駆動部材22の構成材料と各第2の軸部材26、27の構成材料とを同一とすることができ、例えば、これらの構成材料として前述したような超弾性合金等を用いることで、可動板25および1対の第2の軸部材26、27からなる振動系の振動特性を優れたものとすることができる。
また、可動板25の構成材料と各第2の軸部材26、27の構成材料とを異なるものとすることができ、可動板25および1対の第2の軸部材26、27からなる振動系の設計自由度、ひいては光学デバイス1Aの設計自由度を向上させることができる。
Here, the first member includes a
Therefore, in this embodiment, the
Further, the constituent material of the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
図13は、本発明の第3実施形態における接合膜のエネルギー付与前の状態を示す部分拡大図、図14は、本発明の第3実施形態における接合膜のエネルギー付与後の状態を示す部分拡大図である。なお、以下の説明では、図13および図14中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
なお、以下の説明では、前述した第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態にかかる光学デバイスは、接合膜の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 13 is a partially enlarged view showing a state before applying energy of the bonding film in the third embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a partially enlarged view showing a state after applying energy of the bonding film in the third embodiment of the present invention. FIG. In the following description, the upper side in FIGS. 13 and 14 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
In the following description, differences from the first embodiment described above will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
The optical device according to the present embodiment is the same as the first embodiment described above except that the configuration of the bonding film is different.
すなわち、本実施形態にかかる光学デバイスは、接合膜52がエネルギー付与前の状態で、金属原子と、この金属原子に結合する酸素原子と、これら金属原子および酸素原子の少なくとも一方に結合する脱離基303とを含むものである。換言すれば、エネルギー付与前の接合膜52は、それぞれ、金属酸化物で構成される金属酸化物膜に脱離基303を導入した膜である。
このような接合膜52は、エネルギーが付与されると、脱離基303が金属原子および酸素原子の少なくとも一方から脱離し、接合膜52の少なくとも表面付近に、活性手304が生じるものである。そして、これにより、接合膜52の表面に、前述した第1実施形態と同様の接着性が発現する。
That is, in the optical device according to the present embodiment, the
In such a
第3実施形態において、接合膜52は、金属原子と、この金属原子と結合する酸素原子とで構成されるもの、すなわち金属酸化物に脱離基303が結合したものであることから、変形し難い強固な膜となる。このため、接合膜52自体が寸法精度の高いものとなり、最終的に得られる光学デバイス1においても、寸法精度が高いものが得られる。
さらに、接合膜52は、流動性を有さない固体状をなすものである。このため、従来から用いられている、流動性を有する液状または粘液状(半固形状)の接着剤に比べて、接着層(接合膜52)の厚さや形状がほとんど変化しない。したがって、接合膜52を用いて得られた光学デバイス1の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間で強固な接合が可能となる。
In the third embodiment, the
Further, the
また、接合膜52は、必要に応じて、導電性を有するものとすることができる。これにより、光学デバイス1の配線の引き回し等の設計自由度を向上させることができる。この場合、接合膜52の抵抗率は、接合膜52の構成材料の組成に応じて若干異なるものの、1×10−3Ω・cm以下であるのが好ましく、1×10−4Ω・cm以下であるのがより好ましい。
Further, the
なお、脱離基303は、少なくとも接合膜52の第1の軸部材23側の面521付近に存在していればよく、接合膜52のほぼ全体に存在していてもよいし、接合膜52の第1の軸部材23側の面521付近に偏在していてもよい。なお、脱離基303が第1の軸部材23側の面521付近に偏在する構成とすることにより、接合膜52に金属酸化物膜としての機能を好適に発揮させることができる。すなわち、接合膜52に、接合を担う機能の他に、導電性や透光性等の特性に優れた金属酸化物膜としての機能を好適に付与することができるという利点も得られる。換言すれば、脱離基303が、接合膜52の導電性や透光性等の特性を阻害してしまうのを確実に防止することができる。
The leaving
以上のような接合膜52としての機能が好適に発揮されるように、金属原子が選択される。
具体的には、金属原子としては、特に限定されないが、例えば、Li、Be、B、Na、Mg、Al、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、TiおよびPb等が挙げられる。中でも、In(インジウム)、Sn(スズ)、Zn(亜鉛)、Ti(チタン)およびSb(アンチモン)のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いるのが好ましい。接合膜52を、これらの金属原子を含むもの、すなわちこれらの金属原子を含む金属酸化物に脱離基303を導入したものとすることにより、接合膜52は、優れた導電性と透明性とを発揮するものとなる。
A metal atom is selected so that the function as the
Specifically, the metal atom is not particularly limited. For example, Li, Be, B, Na, Mg, Al, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Ti, Pb, and the like. Among these, it is preferable to use one or more of In (indium), Sn (tin), Zn (zinc), Ti (titanium), and Sb (antimony) in combination. By using the
より具体的には、金属酸化物としては、例えば、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、アンチモン錫酸化物(ATO)、フッ素含有インジウム錫酸化物(FTO)、酸化亜鉛(ZnO)および二酸化チタン(TiO2)等が挙げられる。
なお、金属酸化物としてインジウム錫酸化物(ITO)を用いる場合には、インジウムとスズとの原子比(インジウム/スズ比)は、99/1〜80/20であるのが好ましく、97/3〜85/15であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果をより顕著に発揮させることができる。
また、接合膜52中の金属原子と酸素原子の存在比は、3:7〜7:3程度であるのが好ましく、4:6〜6:4程度であるのがより好ましい。金属原子と酸素原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、接合膜52の安定性が高くなり、第1の軸部材23と駆動部材22とをより強固に接合することができるようになる。
More specifically, examples of the metal oxide include indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), antimony tin oxide (ATO), fluorine-containing indium tin oxide (FTO), and zinc oxide. (ZnO) and titanium dioxide (TiO 2), and the like.
When indium tin oxide (ITO) is used as the metal oxide, the atomic ratio of indium to tin (indium / tin ratio) is preferably 99/1 to 80/20, and 97/3 More preferably, it is -85/15. Thereby, the effects as described above can be more remarkably exhibited.
Further, the abundance ratio of metal atoms and oxygen atoms in the
また、脱離基303は、前述したように、金属原子および酸素原子の少なくとも一方から脱離することにより、接合膜52に活性手を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基303には、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないよう接合膜52に確実に結合しているものが好適に選択される。
Further, as described above, the leaving
かかる観点から、脱離基303には、水素原子、炭素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子およびハロゲン原子、またはこれらの各原子で構成される原子団のうちの少なくとも1種が好適に用いられる。かかる脱離基303は、エネルギーの付与による結合/脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基303は、上記のような必要性を十分に満足し得るものとなり、第1の軸部材23と駆動部材22との接着性をより高度なものとすることができる。
なお、上記の各原子で構成される原子団(基)としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、メトキシ基、エトキシ基のようなアルコキシ基、カルボキシル基、アミノ基およびスルホン酸基等が挙げられる。
From this viewpoint, the leaving
Examples of the atomic group (group) composed of the above atoms include, for example, an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, a carboxyl group, an amino group, and a sulfonic acid. Groups and the like.
以上のような各原子および原子団の中でも、脱離基303は、特に、水素原子であるのが好ましい。水素原子で構成される脱離基303は、化学的な安定性が高いため、脱離基303として水素原子を備える接合膜52は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
以上のことを考慮すると、接合膜52としては、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、アンチモン錫酸化物(ATO)、フッ素含有インジウム錫酸化物(FTO)、酸化亜鉛(ZnO)または二酸化チタン(TiO2)の金属酸化物に、脱離基303として水素原子が導入されたものが好適に選択される。
Among the atoms and atomic groups as described above, the leaving
Considering the above, as the
かかる構成の接合膜52は、それ自体が優れた機械的特性を有している。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示すものである。したがって、このような接合膜52は、駆動部材22に対して特に強固に接着するとともに、第1の軸部材23に対しても特に強い被着力を示し、その結果として、第1の軸部材23と駆動部材22とを強固に接合することができる。
The
また、接合膜52の平均厚さは、1〜1000nm程度であるのが好ましく、2〜800nm程度であるのがより好ましい。接合膜52の平均厚さを前記範囲内とすることにより、光学デバイス1の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、第1の軸部材23と駆動部材22とをより強固に接合することができる。
すなわち、接合膜52の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜52の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、光学デバイス1の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
The average thickness of the
That is, when the average thickness of the
さらに、接合膜52の平均厚さが前記範囲内であれば、接合膜52にある程度の形状追従性が確保される。このため、例えば、駆動部材22の接合面(接合膜52を成膜する側の面)に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように接合膜52を被着させることができる。その結果、接合膜52は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。そして、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせた際に、第1の軸部材23に対する接合膜52の密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、接合膜52の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、接合膜52の厚さをできるだけ厚くすればよい。
Furthermore, if the average thickness of the
Note that the degree of the shape followability as described above becomes more prominent as the thickness of the
以上説明したような第3実施形態にかかる接合膜52は、接合膜52のほぼ全体に脱離基303を存在させる場合には、例えば、A:脱離基303を構成する原子成分を含む雰囲気下で、物理的気相成膜法により、金属原子と酸素原子とを含む金属酸化物材料を成膜することにより形成することができる。また、脱離基303を接合膜52の第1の軸部材23側の面521付近に偏在させる場合には、例えば、B:金属原子と前記酸素原子とを含む金属酸化物膜を成膜した後、この金属酸化物膜の表面付近に含まれる金属原子および酸素原子の少なくとも一方に脱離基303を導入することにより形成することができる。
In the
以下、AおよびBの方法を用いて、駆動部材22上に接合膜52を成膜する場合について、詳述する。
<A> Aの方法では、接合膜52は、上記のように、脱離基303を構成する原子成分を含む雰囲気下で、物理的気相成膜法(PVD法)により、金属原子と酸素原子とを含む金属酸化物材料を成膜することにより形成される。このようにPVD法を用いると、金属酸化物材料を駆動部材22に向かって飛来させる際に、比較的容易に金属原子および酸素原子の少なくとも一方に脱離基303を導入することができる。このため、接合膜52のほぼ全体にわたって脱離基303を導入することができる。
Hereinafter, the case where the
<A> In the method A, as described above, the
また、PVD法と用いると、緻密で均質な接合膜52を効率よく成膜することができる。これにより、PVD法で成膜された接合膜52は、駆動部材22に対して特に強固に接合し得るものとなる。さらに、PVD法で成膜された接合膜52は、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。このため、光学デバイス1の製造過程の簡素化、効率化を図ることができる。
Further, when the PVD method is used, a dense and
また、PVD法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法等が挙げられるが、中でも、スパッタリング法を用いるのが好ましい。スパッタリング法によれば、金属原子と酸素原子との結合が切断することなく、脱離基303を構成する原子成分を含む雰囲気中に、金属酸化物の粒子を叩き出すことができる。そして、金属酸化物の粒子が叩き出された状態で、脱離基303を構成する原子成分を含むガスと接触させることができるため、金属酸化物(金属原子または酸素原子)への脱離基303の導入をより円滑に行うことができる。
Further, examples of the PVD method include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, and the like. Among these, the sputtering method is preferably used. According to the sputtering method, metal oxide particles can be knocked out into an atmosphere containing an atomic component constituting the leaving
以下、PVD法により接合膜52を成膜する方法として、スパッタリング法(イオンビームスパッタリング法)により、接合膜52を成膜する場合を代表に説明する。
まず、接合膜52の成膜方法を説明するのに先立って、駆動部材22上にイオンビームスパッタリング法により接合膜52を成膜する際に用いられる成膜装置1200について説明する。
Hereinafter, as a method for forming the
First, prior to describing the method for forming the
図15は、本実施形態にかかる接合膜の作製に用いられる成膜装置を模式的に示す縦断面図、図16は、図15に示す成膜装置が備えるイオン源の構成を示す模式図である。なお、以下の説明では、図15中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図15に示す成膜装置1200は、イオンビームスパッタリング法による接合膜52の形成がチャンバー(装置)内で行えるように構成されている。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view schematically showing a film forming apparatus used for manufacturing a bonding film according to this embodiment, and FIG. 16 is a schematic view showing a configuration of an ion source included in the film forming apparatus shown in FIG. is there. In the following description, the upper side in FIG. 15 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
A
具体的には、成膜装置1200は、チャンバー(真空チャンバー)1211と、このチャンバー1211内に設置され、駆動部材22(成膜対象物)を保持する基板ホルダー(成膜対象物保持部)1212と、チャンバー1211内に設置され、チャンバー1211内に向かってイオンビームBを照射するイオン源(イオン供給部)1215と、イオンビームBの照射により、金属原子と酸素原子とを含む金属酸化物(例えば、ITO)を発生させるターゲット(金属酸化物材料)1216を保持するターゲットホルダー(ターゲット保持部)1217とを有している。
Specifically, the
また、チャンバー1211には、チャンバー1211内に、脱離基303を構成する原子成分を含むガス(例えば、水素ガス)を供給するガス供給手段1260と、チャンバー1211内の排気をして圧力を制御する排気手段1230とを有している。
なお、本実施形態では、基板ホルダー1212は、チャンバー1211の天井部に取り付けられている。この基板ホルダー1212は、回動可能となっている。これにより、駆動部材22上に接合膜52を均質かつ均一な厚さで成膜することができる。
In the
In the present embodiment, the
イオン源(イオン銃)1215は、図16に示すように、開口(照射口)1250が形成されたイオン発生室1256と、イオン発生室1256内に設けられたフィラメント1257と、グリッド1253、1254と、イオン発生室1256の外側に設置された磁石1255とを有している。
また、イオン発生室1256には、図15に示すように、その内部にガス(スパッタリング用ガス)を供給するガス供給源1219が接続されている。
As shown in FIG. 16, the ion source (ion gun) 1215 includes an
Further, as shown in FIG. 15, a
このイオン源1215では、イオン発生室1256内に、ガス供給源1219からガスを供給した状態で、フィラメント1257を通電加熱すると、フィラメント1257から電子が放出され、放出された電子が磁石1255の磁場によって運動し、イオン発生室1256内に供給されたガス分子と衝突する。これにより、ガス分子がイオン化する。このガスのイオンI+は、グリッド1253とグリッド1254との間の電圧勾配により、イオン発生室1256内から引き出されるとともに加速され、開口1250を介してイオンビームBとしてイオン源1215から放出(照射)される。
イオン源1215から照射されたイオンビームBは、ターゲット1216の表面に衝突し、ターゲット1216からは粒子(スパッタ粒子)が叩き出される。このターゲット1216は、前述したような金属酸化物材料で構成されている。
In the
The ion beam B irradiated from the
この成膜装置1200では、イオン源1215は、その開口1250がチャンバー1211内に位置するように、チャンバー1211の側壁に固定(設置)されている。なお、イオン源1215は、チャンバー1211から離間した位置に配置し、接続部を介してチャンバー1211に接続した構成とすることもできるが、本実施形態のような構成とすることにより、成膜装置1200の小型化を図ることができる。
In the
また、イオン源1215は、その開口1250が、基板ホルダー1212と異なる方向、本実施形態では、チャンバー1211の底部側を向くように設置されている。
なお、イオン源1215の設置個数は、1つに限定されるものではなく、複数とすることもできる。イオン源1215を複数設置することにより、接合膜52の成膜速度をより速くすることができる。
Further, the
Note that the number of
また、ターゲットホルダー1217および基板ホルダー1212の近傍には、それぞれ、これらを覆うことができる第1のシャッター1220および第2のシャッター1221が配設されている。
これらシャッター1220、1221は、それぞれ、ターゲット1216、駆動部材22および接合膜52が、不要な雰囲気等に曝されるのを防ぐためのものである。
また、排気手段1230は、ポンプ1232と、ポンプ1232とチャンバー1211とを連通する排気ライン1231と、排気ライン1231の途中に設けられたバルブ1233とで構成されており、チャンバー1211内を所望の圧力に減圧し得るようになっている。
In addition, a
These
The
さらに、ガス供給手段1260は、脱離基303を構成する原子成分を含むガス(例えば、水素ガス)を貯留するガスボンベ1264と、ガスボンベ1264からこのガスをチャンバー1211に導くガス供給ライン1261と、ガス供給ライン1261の途中に設けられたポンプ1262およびバルブ1263とで構成されており、脱離基303を構成する原子成分を含むガスをチャンバー1211内に供給し得るようになっている。
Further, the gas supply means 1260 includes a
以上のような構成の成膜装置1200を用いて、以下のようにして接合膜52が形成される。
ここでは、駆動部材22上に接合膜52を成膜する方法について説明する。
まず、駆動部材22を用意し、駆動部材22を成膜装置1200のチャンバー1211内に搬入し、基板ホルダー1212に装着(セット)する。
Using the
Here, a method of forming the
First, the
次に、排気手段1230を動作させ、すなわちポンプ1232を作動させた状態でバルブ1233を開くことにより、チャンバー1211内を減圧状態にする。この減圧の程度(真空度)は、特に限定されないが、1×10−7〜1×10−4Torr程度であるのが好ましく、1×10−6〜1×10−5Torr程度であるのがより好ましい。
さらに、ガス供給手段1260を動作させ、すなわちポンプ1262を作動させた状態でバルブ1263を開くことにより、チャンバー1211内に脱離基303を構成する原子成分を含むガスを供給する。これにより、チャンバー内をかかるガスを含む雰囲気下(水素ガス雰囲気下)とすることができる。
Next, the exhaust means 1230 is operated, that is, the
Further, the gas supply means 1260 is operated, that is, the
脱離基303を構成する原子成分を含むガスの流量は、1〜100ccm程度であるのが好ましく、10〜60ccm程度であるのがより好ましい。これにより、金属原子および酸素原子の少なくとも一方に確実に脱離基303を導入することができる。
また、チャンバー1211内の温度は、25℃以上であればよいが、25〜100℃程度であるのが好ましい。かかる範囲内に設定することにより、金属原子または酸素原子と、前記原子成分を含むガスとの反応が効率良く行われ、金属原子および酸素原子に確実に、前記原子成分を含むガスを導入することができる。
The flow rate of the gas containing the atomic component constituting the leaving
The temperature in the
次に、第2のシャッター1221を開き、さらに第1のシャッター1220を開いた状態にする。
この状態で、イオン源1215のイオン発生室1256内にガスを導入するとともに、フィラメント1257に通電して加熱する。これにより、フィラメント1257から電子が放出され、この放出された電子とガス分子が衝突することにより、ガス分子がイオン化する。
Next, the
In this state, gas is introduced into the
このガスのイオンI+は、グリッド1253とグリッド1254とにより加速されて、イオン源1215から放出され、陰極材料で構成されるターゲット1216に衝突する。これにより、ターゲット1216から金属酸化物(例えば、ITO)の粒子が叩き出される。このとき、チャンバー1211内が脱離基303を構成する原子成分を含むガスを含む雰囲気下(例えば、水素ガス雰囲気下)であることから、チャンバー1211内に叩き出された粒子に含まれる金属原子および酸素原子に脱離基303が導入される。そして、この脱離基303が導入された金属酸化物が第1の軸部材23上に堆積することにより、接合膜52が形成される。
なお、本実施形態で説明したイオンビームスパッタリング法では、イオン源1215のイオン発生室1256内で、放電が行われ、電子e−が発生するが、この電子e−は、グリッド1253により遮蔽され、チャンバー1211内への放出が防止される。
The gas ions I + are accelerated by the
In the ion beam sputtering method described in this embodiment, discharge is performed in the
さらに、イオンビームBの照射方向(イオン源1215の開口1250)がターゲット1216(チャンバー1211の底部側と異なる方向)に向いているので、イオン発生室1256内で発生した紫外線が、成膜された接合膜52に照射されるのがより確実に防止されて、接合膜52の成膜中に導入された脱離基303が脱離するのを確実に防止することができる。
以上のようにして、ほぼ全体にわたって脱離基303が存在する接合膜52を成膜することができる。
Further, since the irradiation direction of the ion beam B (the
As described above, the
<B> 一方、Bの方法では、接合膜52は、上記のように、金属原子と酸素原子とを含む金属酸化物膜を成膜した後、この金属酸化物膜の表面付近に含まれる金属原子および酸素原子の少なくとも一方に脱離基303を導入することにより形成される。かかる方法を用いることにより、比較的簡単な工程で、金属酸化物膜の表面付近に脱離基303を偏在させた状態で導入することができ、接合膜および金属酸化物膜としての双方の特性に優れた接合膜52を形成することができる。
<B> On the other hand, in the method B, the
ここで、金属酸化物膜は、いかなる方法で成膜されたものでもよく、例えば、PVD法(物理的気相成膜法)、CVD法(化学的気相成膜法)、プラズマ重合法のような各種気相成膜法や、各種液相成膜法等により成膜することができるが、中でも、特に、PVD法により成膜するのが好ましい。PVD法によれば、緻密で均質な金属酸化物膜を効率よく成膜することができる。 Here, the metal oxide film may be formed by any method, for example, PVD method (physical vapor deposition method), CVD method (chemical vapor deposition method), plasma polymerization method, etc. The film can be formed by various vapor phase film forming methods, various liquid phase film forming methods, and the like, and it is particularly preferable to form the film by the PVD method. According to the PVD method, a dense and homogeneous metal oxide film can be efficiently formed.
また、PVD法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法およびレーザーアブレーション法等が挙げられるが、中でも、スパッタリング法を用いるのが好ましい。スパッタリング法によれば、金属原子と酸素原子との結合が切断することなく、雰囲気中に金属酸化物の粒子を叩き出して、駆動部材22上に供給することができるため、特性に優れた金属酸化物膜を成膜することができる。
Moreover, examples of the PVD method include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, and the like. Among these, it is preferable to use a sputtering method. According to the sputtering method, the metal oxide particles can be struck out into the atmosphere and supplied onto the driving
さらに、金属酸化物膜の表面付近に脱離基303を導入する方法としては、各種方法が用いられ、例えば、B1:脱離基303を構成する原子成分を含む雰囲気下で金属酸化物膜を熱処理(アニーリング)する方法、B2:イオン・インプランテーション等が挙げられるが、中でも、特に、B1の方法を用いるのが好ましい。B1の方法を用いることにより、比較的容易に、脱離基303を金属酸化物膜の表面付近に選択的に導入することができる。また、熱処理を施す際の、雰囲気温度や処理時間等の処理条件を適宜設定することにより、導入する脱離基303の量、さらには脱離基303が導入される金属酸化物膜の厚さの制御を的確に行うことができる。
Furthermore, as a method for introducing the leaving
以下、金属酸化物膜をスパッタリング法(イオンビームスパッタリング法)により成膜し、次に、得られた金属酸化物膜を、脱離基303を構成する原子成分を含む雰囲気下で熱処理(アニーリング)することにより、接合膜52を得る場合を代表に説明する。
なお、Bの方法を用いて接合膜52の成膜する場合も、Aの方法を用いて接合膜52を成膜する際に用いられる成膜装置1200と同様の成膜装置が用いられるため、成膜装置に関する説明は省略する。
Hereinafter, a metal oxide film is formed by a sputtering method (ion beam sputtering method), and then the obtained metal oxide film is subjected to heat treatment (annealing) in an atmosphere containing an atomic component constituting the leaving
Even when the
[i] まず、駆動部材22を用意する。そして、駆動部材22を成膜装置1200のチャンバー1211内に搬入し、基板ホルダー1212に装着(セット)する。
[ii] 次に、排気手段1230を動作させ、すなわちポンプ1232を作動させた状態でバルブ1233を開くことにより、チャンバー1211内を減圧状態にする。この減圧の程度(真空度)は、特に限定されないが、1×10−7〜1×10−4Torr程度であるのが好ましく、1×10−6〜1×10−5Torr程度であるのがより好ましい。
また、このとき、加熱手段を動作させ、チャンバー1211内を加熱する。チャンバー1211内の温度は、25℃以上であればよいが、25〜100℃程度であるのが好ましい。かかる範囲内に設定することにより、膜密度の高い金属酸化物膜を成膜することができる。
[I] First, the
[Ii] Next, the inside of the
At this time, the heating means is operated to heat the inside of the
[iii] 次に、第2のシャッター1221を開き、さらに第1のシャッター1220を開いた状態にする。
この状態で、イオン源1215のイオン発生室1256内にガスを導入するとともに、フィラメント1257に通電して加熱する。これにより、フィラメント1257から電子が放出され、この放出された電子とガス分子が衝突することにより、ガス分子がイオン化する。
[Iii] Next, the
In this state, gas is introduced into the
このガスのイオンI+は、グリッド1253とグリッド1254とにより加速されて、イオン源1215から放出され、陰極材料で構成されるターゲット1216に衝突する。これにより、ターゲット1216から金属酸化物(例えば、ITO)の粒子が叩き出され、駆動部材22上に堆積して、金属原子と、この金属原子に結合する酸素原子とを含む金属酸化物膜が形成される。
The gas ions I + are accelerated by the
なお、本実施形態で説明したイオンビームスパッタリング法では、イオン源1215のイオン発生室1256内で、放電が行われ、電子e−が発生するが、この電子e−は、グリッド1253により遮蔽され、チャンバー1211内への放出が防止される。
さらに、イオンビームBの照射方向(イオン源1215の開口1250)がターゲット1216(チャンバー1211の底部側と異なる方向)に向いているので、イオン発生室1256内で発生した紫外線が、成膜された接合膜52に照射されるのがより確実に防止されて、接合膜52の成膜中に導入された脱離基303が脱離するのを確実に防止することができる。
In the ion beam sputtering method described in this embodiment, discharge is performed in the
Further, since the irradiation direction of the ion beam B (the
[iv] 次に、第2のシャッター1221を開いた状態で、第1のシャッター1220を閉じる。
この状態で、加熱手段を動作させ、チャンバー1211内をさらに加熱する。チャンバー1211内の温度は、金属酸化物膜の表面に効率良く脱離基303が導入される温度に設定され、100〜600℃程度であるのが好ましく、150〜300℃程度であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、次工程[v]において、駆動部材22および金属酸化物膜を変質・劣化させることなく、金属酸化物膜の表面に効率良く脱離基303を導入することができる。
[Iv] Next, with the
In this state, the heating means is operated to further heat the
[v] 次に、ガス供給手段1260を動作させ、すなわちポンプ1262を作動させた状態でバルブ1263を開くことにより、チャンバー1211内に脱離基303を構成する原子成分を含むガスを供給する。これにより、チャンバー1211内をかかるガスを含む雰囲気下(水素ガス雰囲気下)とすることができる。
このように、前記工程[iv]でチャンバー1211内が加熱された状態で、チャンバー1211内を、脱離基303を構成する原子成分を含むガスを含む雰囲気下(例えば、水素ガス雰囲気下)とすると、金属酸化物膜の表面付近に存在する金属原子および酸素原子の少なくとも一方に脱離基303が導入されて、接合膜52が形成される。
脱離基303を構成する原子成分を含むガスの流量は、1〜100ccm程度であるのが好ましく、10〜60ccm程度であるのがより好ましい。これにより、金属原子および酸素原子の少なくとも一方に確実に脱離基303を導入することができる。
[V] Next, by operating the gas supply means 1260, that is, by opening the
As described above, in the state where the inside of the
The flow rate of the gas containing the atomic component constituting the leaving
なお、チャンバー1211内は、前記工程[ii]において、排気手段1230を動作させることにより調整された減圧状態を維持しているのが好ましい。これにより、金属酸化物膜の表面付近に対する脱離基303の導入をより円滑に行うことができる。また、前記工程[ii]の減圧状態を維持したまま、本工程においてチャンバー1211内を減圧する構成とすることにより、再度減圧する手間が省けることから、成膜時間および成膜コスト等の削減を図ることができるという利点も得られる。
Note that, in the chamber [1211], it is preferable that the reduced pressure state adjusted by operating the
この減圧の程度(真空度)は、特に限定されないが、1×10−7〜1×10−4Torr程度であるのが好ましく、1×10−6〜1×10−5Torr程度であるのがより好ましい。
また、熱処理を施す時間は、15〜120分程度であるのが好ましく、30〜60分程度であるのがより好ましい。
導入する脱離基303の種類等によっても異なるが、熱処理を施す際の条件(チャンバー1211内の温度、真空度、ガス流量、処理時間)を上記範囲内に設定することにより、金属酸化物膜の表面付近に脱離基303を選択的に導入することができる。
以上のようにして、第1の軸部材23側の面521付近に脱離基303が偏在する接合膜52を成膜することができる。
以上のような第2実施形態にかかる光学デバイス1においても、前述した第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
The degree of vacuum (degree of vacuum) is not particularly limited, but is preferably about 1 × 10 −7 to 1 × 10 −4 Torr, preferably about 1 × 10 −6 to 1 × 10 −5 Torr. Is more preferable.
Moreover, it is preferable that the time which heat-processes is about 15 to 120 minutes, and it is more preferable that it is about 30 to 60 minutes.
Although depending on the type of leaving
As described above, the
In the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態を説明する。
なお、以下の説明では、前述した第1実施形態ないし第3実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態にかかる光学デバイスは、接合膜の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。
すなわち、本実施形態にかかる光学デバイスは、接合膜52がエネルギー付与前の状態で、金属原子と、有機成分で構成される脱離基303を含むものである。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the following description, differences from the above-described first to third embodiments will be mainly described, and description of similar matters will be omitted.
The optical device according to the present embodiment is the same as the first embodiment described above except that the configuration of the bonding film is different.
That is, the optical device according to the present embodiment includes a leaving
このような接合膜52は、エネルギーが付与されると、脱離基303が接合膜52から脱離し、接合膜52の少なくとも表面付近に、活性手304が生じるものである。そして、これにより、接合膜52の表面に、前述した第3実施形態と同様の接着性が発現する。
接合膜52は、駆動部材22上に設けられ、金属原子と、有機成分で構成される脱離基303を含むものである。
In such a
The
このような接合膜52は、エネルギーが付与されると、脱離基303の結合手が切れて接合膜52の少なくとも第1の軸部材23側の面521付近から脱離し、図14に示すように、接合膜52の少なくとも第1の軸部材23側の面521付近に、活性手304が生じるものである。これにより、接合膜52の第1の軸部材23側の面521に接着性が発現する。かかる接着性が発現すると、接合膜52が設けられた駆動部材22は、第1の軸部材23に対して、高い寸法精度で強固に効率よく接合可能なものとなる。
また、接合膜52は、金属原子と、有機成分で構成される脱離基303とを含むもの、すなわち有機金属膜であることから、変形し難い強固な膜となる。このため、接合膜52自体が寸法精度の高いものとなり、最終的に得られる光学デバイス1においても、寸法精度が高いものが得られる。
When energy is applied to such a
Further, since the
このような接合膜52は、流動性を有さない固体状をなすものである。このため、従来から用いられている、流動性を有する液状または粘液状(半固形状)の接着剤に比べて、接着層(接合膜52)の厚さや形状がほとんど変化しない。したがって、このような接合膜52を用いて得られた光学デバイス1の寸法精度は、従来に比べて格段に高いものとなる。さらに、接着剤の硬化に要する時間が不要になるため、短時間で強固な接合が可能となる。
また、接合膜52は、必要に応じて、導電性を有するものとすることができる。これにより、光学デバイス1の配線の引き回し等の設計自由度を向上させることができる。
Such a
Further, the
以上のような接合膜52としての機能が好適に発揮されるように、金属原子および脱離基303が選択される。
具体的には、金属原子としては、例えば、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、各種ランタノイド元素、各種アクチノイド元素のような遷移金属元素、Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Rb、Sr、Cd、In、Sn、Sb、Cs、Ba、Tl、Pd、Bi、Poのような典型金属元素等が挙げられる。
The metal atom and the leaving
Specifically, examples of the metal atom include Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Transition metal elements such as Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, various lanthanoid elements, various actinoid elements, Li, Be, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Rb, Sr, Typical metal elements such as Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, Tl, Pd, Bi, and Po are listed.
ここで、遷移金属元素は、各遷移金属元素間で、最外殻電子の数が異なることのみの差異であるため、物性が類似している。そして、遷移金属は、一般に、硬度や融点が高く、電気伝導性および熱伝導性が高い。このため、金属原子として遷移金属元素を用いた場合、接合膜52に発現する接着性をより高めることができる。また、それとともに、接合膜52の導電性をより高めることができる。
Here, since the transition metal element is the only difference in the number of outermost electrons between the transition metal elements, the physical properties are similar. Transition metals generally have high hardness and melting point, and high electrical conductivity and thermal conductivity. For this reason, when a transition metal element is used as a metal atom, the adhesiveness expressed in the
また、金属原子として、Cu、Al、ZnおよびFeのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いた場合、接合膜52は、優れた導電性を発揮するものとなる。また、接合膜52を後述する有機金属化学気相成長法を用いて成膜する場合には、これらの金属を含む金属錯体等を原材料として用いて、比較的容易かつ均一な膜厚の接合膜52を成膜することができる。
Further, when one or more of Cu, Al, Zn, and Fe are used as metal atoms in combination, the
また、脱離基303は、前述したように、接合膜52から脱離することにより、接合膜52に活性手を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基303には、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないよう接合膜52に確実に結合しているものが好適に選択される。
Further, as described above, the leaving
具体的には、脱離基303としては、炭素原子を必須成分とし、水素原子、窒素原子、リン原子、硫黄原子およびハロゲン原子のうちの少なくとも1種を含む原子団が好適に選択される。かかる脱離基303は、エネルギーの付与による結合/脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基303は、上記のような必要性を十分に満足し得るものとなり、接合膜52の接着性をより高度なものとすることができる。
より具体的には、原子団(基)としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、メトキシ基、エトキシ基のようなアルコキシ基、カルボキシル基の他、前記アルキル基の末端がイソシアネート基、アミノ基およびスルホン酸基等で終端しているもの等が挙げられる。
Specifically, as the leaving
More specifically, examples of the atomic group (group) include an alkyl group such as a methyl group and an ethyl group, an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, and a carboxyl group, and the end of the alkyl group is an isocyanate group. And those terminated with a group, an amino group, a sulfonic acid group, and the like.
以上のような原子団の中でも、脱離基303は、特に、アルキル基であるのが好ましい。アルキル基で構成される脱離基303は、化学的な安定性が高いため、脱離基303としてアルキル基を備える接合膜52は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
また、かかる構成の接合膜52において、金属原子と酸素原子の存在比は、3:7〜7:3程度であるのが好ましく、4:6〜6:4程度であるのがより好ましい。金属原子と炭素原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、接合膜52の安定性が高くなり、第1の軸部材23と駆動部材22とをより強固に接合することができるようになる。また、接合膜52を優れた導電性を発揮するものとすることができる。
Among the atomic groups as described above, the leaving
In the
また、接合膜52の平均厚さは、1〜1000nm程度であるのが好ましく、50〜800nm程度であるのがより好ましい。接合膜52の平均厚さを前記範囲内とすることにより、光学デバイス1の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、第1の軸部材23と駆動部材22とをより強固に接合することができる。
すなわち、接合膜52の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜52の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、光学デバイス1の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
The average thickness of the
That is, when the average thickness of the
さらに、接合膜52の平均厚さが前記範囲内であれば、接合膜52にある程度の形状追従性が確保される。このため、例えば、駆動部材22の接合面(接合膜52を成膜する面)に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように接合膜52を被着させることができる。その結果、接合膜52は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。そして、第1の軸部材23と駆動部材22とを貼り合わせた際に、第1の軸部材23に対する接合膜52の密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、接合膜52の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、接合膜52の厚さをできるだけ厚くすればよい。
Furthermore, if the average thickness of the
Note that the degree of the shape followability as described above becomes more prominent as the thickness of the
以上説明したような接合膜52は、いかなる方法で成膜してもよいが、例えば、IIa:金属原子で構成される金属膜に、脱離基(有機成分)303を含む有機物を、金属膜のほぼ全体または表面付近に選択的に付与(化学修飾)して接合膜52を形成する方法、IIb:金属原子と、脱離基(有機成分)303を含む有機物とを有する有機金属材料を原材料として有機金属化学気相成長法を用いて接合膜52を形成する方法(積層させる方法あるいは、単原子層からなる接合層を形成)、IIc:金属原子と脱離基303を含む有機物とを有する有機金属材料を原材料として適切な溶媒に溶解させスピンコート法などを用いて接合膜を形成する方法等が挙げられる。これらの中でも、IIbの方法により接合膜52を成膜するのが好ましい。かかる方法を用いることにより、比較的簡単な工程で、かつ、均一な膜厚の接合膜52を形成することができる。
The
以下、IIbの方法、すなわち金属原子と、脱離基(有機成分)303を含む有機物とを有する有機金属材料を原材料として有機金属化学気相成長法を用いて接合膜52を形成する方法により、接合膜52を得る場合を代表に説明する。
まず、接合膜52の成膜方法を説明するのに先立って、接合膜52を成膜する際に用いられる成膜装置1400について説明する。
Hereinafter, by the method of IIb, that is, the method of forming the
First, before describing the method for forming the
図17は、本発明の第4実施形態にかかる接合膜の作製に用いられる成膜装置を模式的に示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図17中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図17に示す成膜装置1400は、有機金属化学気相成長法(以下、「MOCVD法」と省略することもある。)による接合膜52の形成をチャンバー1411内で行えるように構成されている。
FIG. 17 is a longitudinal sectional view schematically showing a film forming apparatus used for manufacturing the bonding film according to the fourth embodiment of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 17 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
A
具体的には、成膜装置1400は、チャンバー(真空チャンバー)1411と、このチャンバー1411内に設置され、駆動部材22(成膜対象物)を保持する基板ホルダー(成膜対象物保持部)1412と、チャンバー1411内に、気化または霧化した有機金属材料を供給する有機金属材料供給手段1460と、チャンバー1411内を低還元性雰囲気下とするためのガスを供給するガス供給手段1470と、チャンバー1411内の排気をして圧力を制御する排気手段1430と、基板ホルダー1412を加熱する加熱手段(図示せず)とを有している。
Specifically, the
基板ホルダー1412は、本実施形態では、チャンバー1411の底部に取り付けられている。この基板ホルダー1412は、モータの作動により回動可能となっている。これにより、駆動部材22上に接合膜52を均質かつ均一な厚さで成膜することができる。
また、基板ホルダー1412の近傍には、それぞれ、これらを覆うことができるシャッター1421が配設されている。このシャッター1421は、駆動部材22および接合膜52が不要な雰囲気等に曝されるのを防ぐためのものである。
The
Further, in the vicinity of the
有機金属材料供給手段1460は、チャンバー1411に接続されている。この有機金属材料供給手段1460は、固形状の有機金属材料を貯留する貯留槽1462と、気化または霧化した有機金属材料をチャンバー1411内に送気するキャリアガスを貯留するガスボンベ1465と、キャリアガスと気化または霧化した有機金属材料をチャンバー1411内に導くガス供給ライン1461と、ガス供給ライン1461の途中に設けられたポンプ1464およびバルブ1463とで構成されている。かかる構成の有機金属材料供給手段1460では、貯留槽1462は、加熱手段を有しており、この加熱手段の作動により固形状の有機金属材料を加熱して気化し得るようになっている。そのため、バルブ1463を開放した状態で、ポンプ1464を作動させて、キャリアガスをガスボンベ1465から貯留槽1462に供給すると、このキャリアガスとともに気化または霧化した有機金属材料が、供給ライン1461内を通過してチャンバー1411内に供給されるようになっている。
なお、キャリアガスとしては、特に限定されず、例えば、窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガス等が好適に用いられる。
The organometallic
In addition, it does not specifically limit as carrier gas, For example, nitrogen gas, argon gas, helium gas, etc. are used suitably.
また、本実施形態では、ガス供給手段1470がチャンバー1411に接続されている。ガス供給手段1470は、チャンバー1411内を低還元性雰囲気下とするためのガスを貯留するガスボンベ1475と、前記低還元性雰囲気下とするためのガスをチャンバー1411内に導くガス供給ライン1471と、ガス供給ライン1471の途中に設けられたポンプ1474およびバルブ1473とで構成されている。かかる構成のガス供給手段1470では、バルブ1473を開放した状態で、ポンプ1474を作動させると、前記低還元性雰囲気下とするためのガスが、ガスボンベ1475から、供給ライン1471を介して、チャンバー1411内に供給されるようになっている。ガス供給手段1470をかかる構成とすることにより、チャンバー1411内を有機金属材料に対して確実に低還元な雰囲気とすることができる。その結果、有機金属材料を原材料としてMOCVD法を用いて接合膜52を成膜する際に、有機金属材料に含まれる有機成分の少なくとも一部を脱離基303として残存させた状態で接合膜52が成膜される。
In this embodiment, a
チャンバー1411内を低還元性雰囲気下とするためのガスとしては、特に限定されないが、例えば、窒素ガスおよびヘリウム、アルゴン、キセノンのような希ガス、一酸化窒素、一酸化二窒素等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、有機金属材料として、後述する2,4−ペンタジオネート−銅(II)や[Cu(hfac)(VTMS)]等のように分子構造中に酸素原子を含有するものを用いる場合には、低還元性雰囲気下とするためのガスに、水素ガスを添加するのが好ましい。これにより、酸素原子に対する還元性を向上させることができ、接合膜52に過度の酸素原子が残存することなく、接合膜52を成膜することができる。その結果、この接合膜52は、膜中における金属酸化物の存在率が低いものとなり、優れた導電性を発揮することとなる。
The gas for bringing the inside of the
In the case of using an organic metal material containing an oxygen atom in the molecular structure, such as 2,4-pentadionate-copper (II) or [Cu (hfac) (VTMS)] described later. In addition, it is preferable to add hydrogen gas to the gas for achieving a low reducing atmosphere. Thereby, the reducibility with respect to oxygen atoms can be improved, and the
また、キャリアガスとして前述した窒素ガス、アルゴンガスおよびヘリウムガスのうちの少なくとも1種を用いる場合には、このキャリアガスに低還元性雰囲気下とするためのガスとしての機能をも発揮させることができる。
また、排気手段1430は、ポンプ1432と、ポンプ1432とチャンバー1411とを連通する排気ライン1431と、排気ライン1431の途中に設けられたバルブ1433とで構成されており、チャンバー1411内を所望の圧力に減圧し得るようになっている。
In addition, when at least one of the nitrogen gas, argon gas and helium gas described above is used as the carrier gas, the carrier gas can also exhibit a function as a gas for providing a low reducing atmosphere. it can.
The
以上のような構成の成膜装置1400を用いてMOCVD法により、以下のようにして駆動部材22上に接合膜52が形成される。
[i] まず、駆動部材22を用意する。そして、駆動部材22を成膜装置1400のチャンバー1411内に搬入し、基板ホルダー1412に装着(セット)する。
The
[I] First, the
[ii] 次に、排気手段1430を動作させ、すなわちポンプ1432を作動させた状態でバルブ1433を開くことにより、チャンバー1411内を減圧状態にする。この減圧の程度(真空度)は、特に限定されないが、1×10−7〜1×10−4Torr程度であるのが好ましく、1×10−6〜1×10−5Torr程度であるのがより好ましい。
[Ii] Next, the inside of the
また、ガス供給手段1470を動作させ、すなわちポンプ1474を作動させた状態でバルブ1473を開くことにより、チャンバー1411内に、低還元性雰囲気下とするためのガスを供給して、チャンバー1411内を低還元性雰囲気下とする。ガス供給手段1470による前記ガスの流量は、特に限定されないが、0.1〜10sccm程度であるのが好ましく、0.5〜5sccm程度であるのがより好ましい。
Further, by operating the gas supply means 1470, that is, by opening the
さらに、このとき、加熱手段を動作させ、基板ホルダー1412を加熱する。基板ホルダー1412の温度は、形成する接合膜52の種類、すなわち、接合膜52を形成する際に用いる原材料の種類によっても若干異なるが、80〜600℃程度であるのが好ましく、100〜450℃程度であるのがより好ましく、200〜300℃程度であるのがさらに好ましい。かかる範囲内に設定することにより、後述する有機金属材料を用いて、優れた接着性を有する接合膜52を成膜することができる。
Further, at this time, the heating means is operated to heat the
[iii] 次に、シャッター1421を開いた状態にする。
そして、固形状の有機金属材料を貯留された貯留槽1462が備える加熱手段を動作させることにより、有機金属材料を気化させた状態で、ポンプ1464を動作させるとともに、バルブ1463を開くことにより、気化または霧化した有機金属材料をキャリアガスとともにチャンバー内に導入する。
このように、前述した工程[ii]で基板ホルダー1412が加熱された状態で、チャンバー1411内に、気化または霧化した有機金属材料を供給すると、駆動部材22上で有機金属材料が加熱されることにより、有機金属材料中に含まれる有機物の一部が残存した状態で、駆動部材22上に接合膜52を形成することができる。
[Iii] Next, the
Then, by operating the heating means provided in the
As described above, when the vaporized or atomized organometallic material is supplied into the
すなわち、MOCVD法によれば、有機金属材料に含まれる有機物の一部が残存するように金属原子を含む膜を形成すれば、この有機物の一部が脱離基303としての機能を発揮する接合膜52を駆動部材22上に形成することができる。
このようなMOCVD法に用いられる、有機金属材料としては、特に限定されないが、例えば、2,4−ペンタジオネート−銅(II)、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)、トリス(4−メチル−8キノリノレート)アルミニウム(III)(Almq3)、(8−ヒドロキシキノリン)亜鉛(Znq2)、銅フタロシアニン、Cu(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)(ビニルトリメチルシラン)[Cu(hfac)(VTMS)]、Cu(ヘキサフルオロアセチルアセトネート)(2−メチル−1−ヘキセン−3−エン)[Cu(hfac)(MHY)]、Cu(パーフルオロアセチルアセトネート)(ビニルトリメチルシラン)[Cu(pfac)(VTMS)]、Cu(パーフルオロアセチルアセトネート)(2−メチル−1−ヘキセン−3−エン)[Cu(pfac)(MHY)]等、各種遷移金属元素を含んだアミド系、アセチルアセトネート系、アルコキシ系、シリコンを含むシリル系、カルボキシル基をもつカルボニル系のような金属錯体、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、ジエチル亜鉛のようなアルキル金属や、その誘導体等が挙げられる。これらの中でも、有機金属材料としては、金属錯体であるのが好ましい。金属錯体を用いることにより、金属錯体中に含まれる有機物の一部を残存した状態で、接合膜52を確実に形成することができる。
That is, according to the MOCVD method, if a film containing metal atoms is formed so that a part of the organic substance contained in the organometallic material remains, a part of the organic substance exhibits a function as the leaving
The organometallic material used in such MOCVD method is not particularly limited. For example, 2,4-pentadionate-copper (II), tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ), tris (4 - methyl-8-quinolinolato) aluminum (III) (Almq 3), (8- hydroxyquinoline) zinc (Znq 2), copper phthalocyanine, Cu (hexafluoroacetylacetonate) (vinyltrimethylsilane) [Cu (hfac) (VTMS )], Cu (hexafluoroacetylacetonate) (2-methyl-1-hexen-3-ene) [Cu (hfac) (MHY)], Cu (perfluoroacetylacetonate) (vinyltrimethylsilane) [Cu ( pfac) (VTMS)], Cu (perfluoroacetylacetonate) 2-methyl-1-hexen-3-ene) [Cu (pfac) (MHY)] and other amides, acetylacetonates, alkoxys, silicon-containing silyls, and carboxyl groups containing various transition metal elements. Examples include carbonyl-based metal complexes, alkyl metals such as trimethylgallium, trimethylaluminum, and diethylzinc, and derivatives thereof. Among these, the organometallic material is preferably a metal complex. By using the metal complex, the
また、本実施形態では、ガス供給手段1470を動作させることにより、チャンバー1411内を低還元性雰囲気下となっているが、このような雰囲気下とすることにより、駆動部材22上に純粋な金属膜が形成されることなく、有機金属材料中に含まれる有機物の一部を残存させた状態で成膜することができる。すなわち、接合膜および金属膜としての双方の特性に優れた接合膜52を形成することができる。
気化または霧化した有機金属材料の流量は、0.1〜100ccm程度であるのが好ましく、0.5〜60ccm程度であるのがより好ましい。これにより、均一な膜厚で、かつ、有機金属材料中に含まれる有機物の一部を残存させた状態で、接合膜52を成膜することができる。
Further, in this embodiment, the gas supply means 1470 is operated so that the inside of the
The flow rate of the vaporized or atomized organometallic material is preferably about 0.1 to 100 ccm, and more preferably about 0.5 to 60 ccm. Thus, the
以上のように、接合膜52を成膜した際に膜中に残存する残存物を脱離基303として用いる構成とすることにより、形成した金属膜等に脱離基を導入する必要がなく、比較的簡単な工程で接合膜52を成膜することができる。
なお、有機金属材料を用いて形成された接合膜52に残存する前記有機物の一部は、その全てが脱離基303として機能するものであってもよいし、その一部が脱離基303として機能するものであってもよい。
以上のようにして、接合膜52を成膜することができる。
As described above, when the
Note that part of the organic substance remaining in the
As described above, the
以上のような第4実施形態にかかる光学デバイス1においても、前述した第1実施形態および第3実施形態と同様の作用・効果が得られる。
以上説明したような光学デバイス1、1Aは、例えば、レーザープリンタ、バーコードリーダー、走査型共焦点レーザー顕微鏡、イメージング用ディスプレイ等の画像形成装置に備える光スキャナに好適に適用することができる。
In the
The
ここで、図18に基づき、画像形成装置の一例として、光学デバイス1をイメージング用ディスプレイの光スキャナとして用いた場合を説明する。
図18は、本発明の画像形成装置(イメージングディスプレイ)の一例を示す概略図である。
図18に示すように、画像形成装置10は、光スキャナである光学デバイス1と、この光学デバイス1に光を照射する光照射装置9とを備え、光照射装置9からの光を光学デバイス1で主走査および副走査することにより、スクリーンS上に画像を形成(描画)する。
なお、スクリーンSは、画像形成装置10の本体に備えられたものであっても別体であってもよい。また、スクリーンSの表面(視認側の面)に光照射装置9からの光を照射し表示してもよいし、スクリーンSの裏面(視認側の面とは反対側の面)に光照射装置9からの光を照射し表面に透過させ表示してもよい。
Here, based on FIG. 18, a case where the
FIG. 18 is a schematic view showing an example of an image forming apparatus (imaging display) of the present invention.
As shown in FIG. 18, the
The screen S may be provided in the main body of the
光照射装置9は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の光源91、92、93と、3つのクロスダイクロイックプリズム(Xプリズム)94と、レンズ96とを備えている。
光源91は、赤色の光を発するものである。また、光源92は、緑色の光を発するものである。また、光源93は、青色の光を発するものである。これらの光源91、92、93は、制御部8に接続されていて、この制御部8からの信号に基づき作動する。ここで、制御部8は、図示しないホストコンピュータから画像情報(画像信号)を受け、この画像情報に応じて、各光源91、92、93を作動させる。また、制御部8は、図示しない検知手段によって検知された光学デバイス1(可動板25)の挙動情報に基づき電源回路7の駆動を制御するようになっている。
The light irradiation device 9 includes
The
このような画像形成装置10にあっては、光源91、92、93からクロスダイクロイックプリズム94、およびレンズ96を介して光学デバイス1(光反射部251)に各色の光が照射される。このとき、光源91からの赤色の光と、光源92からの緑色の光と、光源93からの青色の光とが、クロスダイクロイックプリズム94にて合成される。また、各色の光源91、92、93から出力される光の強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
In such an
そして、光反射部251で反射した光(3色の合成光)は、スクリーンS上に照射される。
その際、光学デバイス1の可動板25の第2の軸線Yまわりの回動により、光反射部251で反射した光は、スクリーンSの横方向に走査(主走査)される。一方、光学デバイス1の可動板25の第1の軸線Xまわりの回動により、光反射部251で反射した光は、スクリーンSの縦方向に走査(副走査)される。
このようにして画像形成装置10は、スクリーンS上に画像形成(描画)を行う。このような画像形成装置10にあって、光学デバイス1を1つ設けるだけで、2次元走査、すなわち主走査(水平走査)および副走査(垂直走査)を行うことができ、低コスト化および小型化を図ることができる。
Then, the light reflected by the light reflecting portion 251 (three colors of combined light) is irradiated onto the screen S.
At that time, the light reflected by the
In this way, the
以上、本発明の光学デバイスおよび画像形成装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の光学デバイス等では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、本発明では、駆動部材と1対の第1の軸部材と可動板と1対の第2の軸部材とを備える構造体(例えば基体2)が各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、駆動部材側に設けられた第1の部材と、可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、第1の部材は、第2の部材の構成材料と異なり、かつ、可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、当該境界部にて第2の部材に対し接合膜を介して接合されていればよく、前述した実施形態に限定されない。
Although the optical device and the image forming apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this.
For example, in the optical device of the present invention, the configuration of each part can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function, and an arbitrary configuration can be added.
Further, in the present invention, the structure (for example, the base body 2) including the driving member, the pair of first shaft members, the movable plate, and the pair of second shaft members is near the end of each second shaft member. Is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, and the first member is different from the constituent material of the second member, In addition, the material is not limited to the above-described embodiment as long as it is made of a material having a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate and is joined to the second member via the joining film at the boundary.
例えば、駆動部材22と1対の第1の軸部材23、24とは接合膜を介さずに一体(同一材料)で形成されていてもよい。
また、例えば、支持部材211と第1の軸部材23とは接合膜を介さずに一体で形成されていてもよい。同様に、支持部材212と第1の軸部材24とは接合膜を介さずに一体で形成されていてもよい。
For example, the
Further, for example, the
また、前述した実施形態では各第1の軸部材23、24はその側面で駆動部材22や支持部21に接合されていたが、各第1の軸部材23、24はその端面で駆動部材22や支持部21に接合されていてもよい。
また、各第1の軸部材23および各第2の軸部材のそれぞれの数、形状、大きさ、配置等は、前述した実施形態のものに限定されない。例えば、前述した実施形態では、各第1の軸部材23および各第2の軸部材のそれぞれの横断面形状が4角形をなしていたが、各第1の軸部材23および各第2の軸部材のそれぞれの横断面形状が円形、楕円形、3角形、5角形等をなしていてもよい。また、各第1の軸部材23および各第2の軸部材のそれぞれの横断面の厚さと幅の比も任意である。
In the above-described embodiment, the
Further, the number, shape, size, arrangement, and the like of each
また、前述した実施形態ではムービングコイル方式を採用する光学デバイスを説明したが、本発明の光学デバイスの駆動方法は、ムービングマグネット方式であってもよいし、圧電駆動方式であってもよいし、静電駆動方式であってもよい。
また、前述した実施形態では、駆動部材22を第1の軸線Xまわりに回動させる第1の駆動手段が、可動板25を第2の軸線Yまわりに回動させる第2の駆動手段を兼ねる構成を説明したが、第1の駆動手段と第2の駆動手段とを別々に(独立して)設けてもよい。その場合、第1の駆動手段の駆動方式と第2の駆動手段の駆動方式とは同じであっても異なっていてもよい。
In the above-described embodiments, the optical device adopting the moving coil method has been described. However, the driving method of the optical device of the present invention may be a moving magnet method or a piezoelectric drive method, An electrostatic drive method may be used.
In the above-described embodiment, the first driving unit that rotates the driving
1、1A……光学デバイス(光スキャナ) 2……基体 21……支持部 211、212……支持部材 213、214……端子 22……駆動部材 221……コイル 222、223……端部 23、24……第1の軸部材 25……可動板 251……光反射部 26、27……第2の軸部材 3……支持体 31……基板 32……スペーサ 41、42……磁石 51、52、53、54、55、55A、56、56A、57……接合膜 521……面 7……電源回路 71……第1の電圧発生部 72……第2の電圧発生部 73……電圧重畳部 8……制御部 9……光照射装置 91、92、93……光源 94……クロスダイクロイックプリズム 96……レンズ S……スクリーン 10……画像形成装置 X……第1の軸線 Y……第2の軸線 301……Si骨格 302……シロキサン結合 303……脱離基 304……活性手 1100……プラズマ重合装置 1101……チャンバー 1102……接地線 1103……供給口 1104……排気口 1130……第1の電極 1139……静電チャック 1140……第2の電極 1170……ポンプ 1171……圧力制御機構 1180……電源回路 1182……高周波電源 1183……マッチングボックス 1184……配線 1190……ガス供給部 1191……貯液部 1192……気化装置 1193……ガスボンベ 1194……配管 1195……拡散板 1200……成膜装置 1211……チャンバー 1212……基板ホルダー 1215……イオン源 1216……ターゲット 1217……ターゲットホルダー 1219……ガス供給源 1220……第1のシャッター 1221……第2のシャッター 1230……排気手段 1231……排気ライン 1232……ポンプ 1233……バルブ 1250……開口 1253……グリッド 1254……グリッド 1255……磁石 1256……イオン発生室 1257……フィラメント 1260……ガス供給手段 1261……ガス供給ライン 1262……ポンプ 1263……バルブ 1264……ガスボンベ 1400……成膜装置 1411……チャンバー 1412……基板ホルダー 1421……シャッター 1430……排気手段 1431……排気ライン 1432……ポンプ 1433……バルブ 1460……有機金属材料供給手段 1461……ガス供給ライン 1462……貯留槽 1463……バルブ 1464……ポンプ 1465……ガスボンベ 1470……ガス供給手段 1471……ガス供給ライン 1473……バルブ 1474……ポンプ 1475……ガスボンベ
DESCRIPTION OF
Claims (28)
前記各第1の軸部材の捩れ変形を伴って前記駆動部材を前記第1の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記各第2の軸部材の捩れ変形を伴って前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記構造体は、前記各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、前記駆動部材側に設けられた第1の部材と、前記可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、前記第1の部材は、前記第2の部材の構成材料と異なり、かつ、前記可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて前記第2の部材に対し接合膜を介して接合されており、
前記接合膜は、シロキサン(Si−O)結合を含みランダムな原子構造を有するSi骨格と、該Si骨格に結合する脱離基とを含み、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したことにより、前記接合膜の表面付近に存在する前記脱離基が前記Si骨格から脱離し、前記接合膜の表面の前記領域に発現した接着性によって、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合していることを特徴とする光学デバイス。 A frame-shaped drive member, a pair of first shaft members that rotatably support the drive member around a first axis, and a light reflecting portion that is provided inside the drive member and has light reflectivity And a pair of second shaft members that rotatably support the movable plate about a second axis perpendicular to the first axis with respect to the drive member; ,
First driving means for rotating the movable plate about the first axis by rotating the driving member about the first axis along with torsional deformation of each first shaft member; ,
Second driving means for rotating the movable plate around the second axis along with torsional deformation of each second shaft member;
The structure is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, with the vicinity of the end of each second shaft member as a boundary portion. The first member is made of a material different from the constituent material of the second member and has a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate, and the second member is formed at the boundary portion. Is bonded via a bonding film,
The bonding film includes a Si skeleton including a siloxane (Si-O) bond and a random atomic structure, and a leaving group bonded to the Si skeleton,
In the bonding film, energy is applied to at least a part of the region, whereby the leaving group existing near the surface of the bonding film is detached from the Si skeleton and is expressed in the region on the surface of the bonding film. The optical device is characterized in that the first member and the second member are bonded together by the adhesiveness.
前記各第1の軸部材の捩れ変形を伴って前記駆動部材を前記第1の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記各第2の軸部材の捩れ変形を伴って前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記構造体は、前記各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、前記駆動部材側に設けられた第1の部材と、前記可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、前記第1の部材は、前記第2の部材の構成材料と異なり、かつ、前記可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて前記第2の部材に対し接合膜を介して接合されており、
前記接合膜は、金属原子と、該金属原子に結合する酸素原子と、前記金属原子および前記酸素原子の少なくとも一方に結合する脱離基とを含み、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したことにより、前記接合膜の表面付近に存在する前記脱離基が前記金属原子および前記酸素原子の少なくとも一方から脱離し、前記接合膜の表面の前記領域に発現した接着性によって、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合していることを特徴とする光学デバイス。 A frame-shaped drive member, a pair of first shaft members that rotatably support the drive member around a first axis, and a light reflecting portion that is provided inside the drive member and has light reflectivity And a pair of second shaft members that rotatably support the movable plate about a second axis perpendicular to the first axis with respect to the drive member; ,
First driving means for rotating the movable plate about the first axis by rotating the driving member about the first axis along with torsional deformation of each first shaft member; ,
Second driving means for rotating the movable plate around the second axis along with torsional deformation of each second shaft member;
The structure is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, with the vicinity of the end of each second shaft member as a boundary portion. The first member is made of a material different from the constituent material of the second member and has a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate, and the second member is formed at the boundary portion. Is bonded via a bonding film,
The bonding film includes a metal atom, an oxygen atom bonded to the metal atom, and a leaving group bonded to at least one of the metal atom and the oxygen atom,
The bonding film imparts energy to at least a part of the bonding film, so that the leaving group existing near the surface of the bonding film is released from at least one of the metal atom and the oxygen atom, and the bonding film An optical device characterized in that the first member and the second member are bonded together by adhesiveness developed in the region on the surface of the optical device.
前記各第1の軸部材の捩れ変形を伴って前記駆動部材を前記第1の軸線まわりに回動させることにより、前記可動板を前記第1の軸線まわりに回動させる第1の駆動手段と、
前記各第2の軸部材の捩れ変形を伴って前記可動板を前記第2の軸線まわりに回動させる第2の駆動手段とを有し、
前記構造体は、前記各第2の軸部材の端部付近を境界部とし、前記駆動部材側に設けられた第1の部材と、前記可動板側に設けられた第2の部材とに分割され、前記第1の部材は、前記第2の部材の構成材料と異なり、かつ、前記可動板の構成材料よりも比重の大きい材料で構成されるとともに、前記境界部にて前記第2の部材に対し接合膜を介して接合されており、
前記接合膜は、金属原子と、有機成分で構成される脱離基とを含み、
前記接合膜は、その少なくとも一部の領域にエネルギーを付与したことにより、前記接合膜の表面付近に存在する前記脱離基が前記接合膜から脱離し、前記接合膜の表面の前記領域に発現した接着性によって、前記第1の部材と前記第2の部材とを接合していることを特徴とする光学デバイス。 A frame-shaped drive member, a pair of first shaft members that rotatably support the drive member around a first axis, and a light reflecting portion that is provided inside the drive member and has light reflectivity And a pair of second shaft members that rotatably support the movable plate about a second axis perpendicular to the first axis with respect to the drive member; ,
First driving means for rotating the movable plate about the first axis by rotating the driving member about the first axis along with torsional deformation of each first shaft member; ,
Second driving means for rotating the movable plate around the second axis along with torsional deformation of each second shaft member;
The structure is divided into a first member provided on the drive member side and a second member provided on the movable plate side, with the vicinity of the end of each second shaft member as a boundary portion. The first member is made of a material different from the constituent material of the second member and has a specific gravity larger than that of the constituent material of the movable plate, and the second member is formed at the boundary portion. Is bonded via a bonding film,
The bonding film includes a metal atom and a leaving group composed of an organic component,
In the bonding film, energy is applied to at least a part of the bonding film, whereby the leaving group existing near the surface of the bonding film is released from the bonding film and is expressed in the region on the surface of the bonding film. The optical device is characterized in that the first member and the second member are bonded together by the adhesiveness.
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