JP5130729B2 - アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナおよび画像形成装置 - Google Patents

アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナおよび画像形成装置 Download PDF

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本発明は、アクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナおよび画像形成装置に関するものである。
例えば、レーザープリンタ等にて光走査により描画を行うための光スキャナとして、捩り振動子で構成されたアクチュエータを用いたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、反射ミラーと、反射ミラーを支持するための固定枠部と、反射ミラーを固定枠部に対して回動可能に連結する1対のバネ部とを備えるアクチュエータが開示されている。そして、このような各バネ部は、途中で2本に分岐した構造をなしている。
このような各バネ部には、駆動源として1対の圧電素子が接合されている。この圧電素子は、圧電体層と、この圧電体層の下面に形成された下部電極と、圧電体層の上面に形成された上部電極とで構成されている。そして、このような下部電極および上部電極のそれぞれは、ワイヤーボンディング配線を介して、固定枠部に形成された端子と接続されている。しかし、このようなワイヤーボンディング配線は、十分な強度を発揮することが難しく、断線してしまう場合がある。すなわち、長時間にわたり優れた信頼性を発揮することが難しい。
特開2004−191953号公報
本発明の目的は、長時間にわたり導通状態を維持することができ、優れた信頼性を発揮することのできるアクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナおよび画像形成装置を提供することにある。
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエータは、可動板と、
前記可動板を支持するための支持部と、
前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部と、
前記連結部に接合された少なくとも1つの圧電素子と、
前記支持部に対して固定的に設置された配線基板とを有し、
前記圧電素子は、前記連結部に接合された第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを有し、
前記第1の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第1の導電性バンプを介して導通しており、
前記第2の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第2の導電性バンプを介して導通しており、
前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、前記配線基板上に形成され、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、
前記第2の導電性バンプは、前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有していることを特徴とする。
これにより、長時間にわたり導通状態を維持することができ、優れた信頼性を発揮することのできるアクチュエータを提供することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第1の導電性バンプの先端部が前記第1の電極層に圧接されており、前記第2の導電性バンプの先端部が前記第2の電極層に圧接されていることが好ましい。
これにより、前記第1の導電性バンプが前記第1の電極層から離間してしまうことを確実に防止するとともに、前記第2の導電性バンプが前記第2の電極層から離間してしまうことを確実に防止することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記配線基板は、前記第2の電極層に対向するように設けられ、前記第1の導電性バンプの突出方向の長さは、前記第2の導電性バンプの突出方向の長さよりも長いことが好ましい。
これにより、前記第1の導電性バンプを介して前記第1の電極層と前記配線とを確実に導通させるとともに、前記第2の導電性バンプの過度な弾性変形を防止しつつ、前記第2の導電性バンプを介して前記配線と前記第2の電極層とを確実に導通させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第1の電極層は、前記支持部上に露出する部分を有し、前記第1の導電性バンプは、前記露出する部分と接触することが好ましい。
これにより、アクチュエータの駆動に伴う前記連結部の変形を阻害せずに、前記第1の導電性バンプを介して前記配線と前記第1の電極層とを導通させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子は、前記連結部と前記支持部との境界部を跨ぐように設けられ、
前記第2の導電性バンプと前記第2の電極層との接触部は、前記境界部に対して前記支持部側に位置していることが好ましい。
これにより、アクチュエータの駆動に伴う前記連結部の変形によって、前記第2の導電性バンプが前記第2の電極層から離間してしまうことを防止することができる。また、前記連結部の変形を阻害せずに、前記第2の導電性バンプを介して前記配線と前記第2の電極層とを導通させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記可動板は、その板面に光反射性を有する光反射部を備えていることが好ましい。
これにより、アクチュエータを加速度センサ、角速度センサなどのMEMS応用センサや、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどの光学デバイスに用いることができる。
本発明のアクチュエータの製造方法は、可動板と、前記可動板を支持するための支持部と、前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部とを形成する工程と、
第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを備えた圧電素子を前記連結部に設ける工程と、
基板を用意し、前記基板に、伸縮性を有する第1の導電性バンプおよび第2の導電性バンプと、前記第1導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプと導通する配線とを形成する工程と、
前記配線部材を前記支持部に対して固定的に設置し、前記配線と前記第1の電極層とを前記第1の導電性バンプを介して導通させるとともに、前記配線と前記第2の電極層とを前記第2の導電性バンプを介して導通させる工程とを含み、
前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、前記第2の導電性バンプが前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有していることを特徴とする。
これにより、極めて簡単な工程で、長時間にわたり導通状態を維持することができ、優れた信頼性を発揮することのできるアクチュエータを製造することができる。
本発明の光スキャナは、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を支持するための支持部と、
前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部と、
前記連結部に接合された少なくとも1つの圧電素子と、
前記支持部に対して固定的に設置された配線基板とを有し、
前記圧電素子は、前記連結部に接合された第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを有し、
前記第1の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第1の導電性バンプを介して導通しており、
前記第2の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第2の導電性バンプを介して導通しており、
前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、前記配線基板上に形成され、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、
前記第2の導電性バンプは、前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有していることを特徴とする。
これにより、長時間にわたり導通状態を維持することができ、優れた信頼性を発揮することのできる光スキャナを提供することができる。
本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を支持するための支持部と、
前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部と、
前記連結部に接合された少なくとも1つの圧電素子と、
前記支持部に対して固定的に設置された配線基板とを有し、
前記圧電素子は、前記連結部に接合された第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを有し、
前記第1の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第1の導電性バンプを介して導通しており、
前記第2の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第2の導電性バンプを介して導通しており、
前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、前記配線基板上に形成され、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、前記第2の導電性バンプが前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有している光スキャナを備えることを特徴とする。
これにより、長時間にわたり導通状態を維持することができ、優れた信頼性を発揮することのできる光スキャナを備えた画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明のアクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナ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。
図1は、本発明のアクチュエータの好適な実施形態を示す斜視図、図2は、図1中A−A線断面図、図3は、図1に示すアクチュエータが備える配線基板(蓋体)の下面図、図4は、図3中A−A線断面図、図5は、図1に示すアクチュエータが備える圧電素子に印加する電圧の波形の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1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2および図4中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
アクチュエータ1は、図1に示すような2自由度振動系を有する基体2と、接合層4を介して基体2を支持する支持基板3と、2自由度振動系を駆動させるための圧電素子51〜54と、配線が形成された配線基板61とを備えている。さらに、アクチュエータ1は、図2および図3に示すように、圧電素子51〜54のそれぞれと配線基板61上の配線L1〜L8(端子T1〜T8)とを導通するための第1の導電性バンプ711〜714および第2の導電性バンプ721〜724を有している。以下、これらについて順次説明する。
基体2は、図1に示すように、可動板21と、可動板21を支持するための支持部22と、可動板21と支持部22とを連結する1対の連結部23、24とを備えている。
さらに、連結部23は、可動板21と間隔を隔てて設けられた駆動部材231と、駆動部材231と可動板21とを連結する軸部材232と、駆動部材231と支持部22とを連結する1対の弾性部材233、234とを備えている。
同様に、連結部24は、可動板21と間隔を隔てて設けられた駆動部材241と、駆動部材241と可動板21とを連結する軸部材242と、駆動部材241と支持部22とを連結する1対の弾性部材243、244とを備えている。
すなわち、基体2は、可動板21と、軸部材232、242と、駆動部材231、241と、弾性部材233、234、243、244と、支持部22とを有している。
可動板21は、板状をなしている。そして、可動板21の上面には、光反射性を有する光反射部211が設けられている。このような可動板21の非駆動時での平面視(以下、単に「可動板21の平面視」という)にて、可動板21を介して互い対向するように駆動部材231、241が設けられている。
1対の駆動部材231、241は、可動板の平面視にて、可動板21を中心に左右対称となるように設けられている。また、1対の駆動部材231、241は、互いに同一寸法かつ同一形状をなしており、それぞれ、板状をなしている。ただし、駆動部材231、241の形状などについては、これに限定されず、例えば、棒状をなしていてもよい。また、1対の駆動部材231、241が、互いに同一形状をなしていなくてもよい。
このような駆動部材231は、軸部材232を介して可動板21に連結され、さらに、1対の弾性部材233、234を介して支持部22に連結されている。同様に、駆動部材241は、軸部材242を介して可動板21に連結され、さらに、1対の弾性部材243、244を介して支持部22に連結されている。
軸部材232、242のそれぞれは、長手形状をなし、弾性変形可能である。そして、軸部材232は、可動板21を駆動部材231に対して回動可能とするように、可動板21と駆動部材231とを連結している。同様に、軸部材242は、可動板21を駆動部材241に対して回動可能とするように、可動板21と駆動部材241とを連結している。このような1対の軸部材232、242は、互いに同軸的に設けられており、この軸(以下、「回動中心軸X」という)を中心として、可動板21が駆動部材231、241に対して回動する。
弾性部材233、234、243、244のそれぞれは、長手形状をなし、弾性変形可能である。このような弾性部材233、234、243、244は、それぞれ回動中心軸Xと平行な方向へ延在するように設けられている。また、弾性部材233、234、243、244は、互いに同一寸法かつ同一形状をなしている。
この中でも、1対の弾性部材233、234は、可動板21の平面視にて、回動中心軸Xを介して互いに対向するように、かつ、回動中心軸Xに対して対称的に設けられている。同様に、1対の弾性部材243、244は、可動板21の平面視にて、回動中心軸Xを介して互いに対向するように、かつ、回動中心軸Xに対して対称的に設けられている。
このような弾性部材233の上面には、圧電素子51が接合されている。同様に、弾性部材234の上面には圧電素子52が接合されており、弾性部材243の上面には圧電素子53が接合されており、弾性部材244の上面には圧電素子54が接合されている。なお、圧電素子51〜54については、後に詳述する。
支持部22は、枠状をなし、可動板21の平面視にて、可動板21、軸部材232、242、駆動部材231、241、弾性部材233、234、243、244の外周を囲むように設けられている。ただし、支持部22の形状としては、可動板21を支持することができれば、これに限定されない。
このような基体2は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板21と、軸部材232、242と、駆動部材231、241と、弾性部材233、234、243、244と、支持部22とが一体的に形成されている。シリコンを主材料とすることで、優れた回動特性を実現できるとともに、優れた耐久性を発揮することができる。また、微細な処理(加工)が可能であり、アクチュエータ1の小型化を図ることができる。
なお、基体2は、SOI基板等の積層構造を有する基板から、可動板21と、軸部材232、242、駆動部材231、241と、弾性部材233、234、243、244と、支持部22とを形成したものであってもよい。その際、可動板21と、軸部材232、242と、駆動部材231、241と、弾性部材233、234、243、244と、支持部22とが一体的となるように、これらを積層構造基板の1つの層で構成するのが好ましい。
以上のような基体2は、接合層4を介して支持基板3と接合している。
このような支持基板3は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。そして、支持基板3は、可動板21の平面視にて、支持部22とほぼ同一形状をなしている(すなわち、枠状をないしている)。なお、支持基板3の形状については、特に限定されず、例えば、図1中において左右に分割した形状であってもよいし、支持基板3の上面に凹部が形成されているようなものであってもよい(すなわち、支持基板3は、その下面で開口していなくてもよい)。また、支持部22の形状などによっては、支持基板3を省略してもよい。
支持基板3と基体2との間に形成された接合層4は、例えば、ガラス、シリコン、またはSiOを主材料として構成されている。ただし、このような接合層4は、省略してもよい。すなわち、基体2と支持基板3とが直接接合されているものであってよい。
以上説明したような、圧電素子51〜54が接合された基体2および支持基板3(以下、単に「振動体10」ともいう)は、図1および図2に示すように、ケーシング6に収容されている。
ケーシング6は、図2に示すように、上方に開口する箱体62と、箱体62の開口を覆うように設けられた配線基板(蓋体)61とで構成されている。ケーシング6は、箱体62の内壁面と配線基板61の下面とで空間63を画成し、この空間63に振動体10が固定されている。ケーシング6内に振動体10を収容することで、例えば、アクチュエータ1を光スキャナのような光学デバイスに用いた場合には、光反射部211への浮遊物の付着を防止することができ、長時間にわたり所望の走査特性を発揮することができる。また、空間63を減圧状態としたり、空間63にAr、Neなどの不活性ガスを充填したりして、振動体10の振動特性を向上させることができる。
箱体62の構成材料としては、支持基板3(振動体10)を固定することができれば特に限定されず、例えば、ガラスや、シリコンや、セラミックや、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、Tl、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ag、Au、Pt、Pdなどの各種金属材料や、各種熱硬化性樹脂材料や、各種熱可塑性樹脂材料などを好適に用いることができる。
このような箱体62の開口を覆うように配線基板61が箱体62に接合されている。また、配線基板61は、図2に示すように、その下面のうちの回動中心軸Xと平行な方向での両端部が箱体61の外部に露出するように設けられている。また、配線基板61は、各圧電素子51〜54が備える後述する第2の電極層に対向するように設けられている。
このような配線基板61の下面には、第1の導電性バンプ711〜714と、第2の導電性バンプ721〜724と、箱体62の外部に露出する部位に設けられた端子T1〜T8と、第1の導電性バンプ711〜714および第2の導電性バンプ721〜724と端子T1〜T8とを導通する配線L1〜L8が形成されている。
このような配線基板61は、光透過性を有する材料を主材料として構成されている。光透過性を有する材料としては、特に限定されず、例えば、ガラス、シリコンなどを好適に用いることができる。これにより、アクチュエータ1の外部から照出されたレーザーなどの光を光反射部211で反射し、反射した光をアクチュエータ1の外部に設けられた走査対象物に走査することができる。
以上、ケーシング6について説明したが、ケーシング6の形状については、支持部22と固定的に設けられていれば、特に限定されない。例えば、配線基板61は、光透過性を有しない材料で構成され、光反射部211に対向する部分に光走査を可能とする開口部が設けられているものであってもよいし、光反射部211に対向する部分が光透過性を有する材料で構成され、その他の部分が光透過性を有しない材料で構成されているものであってもよい。また、箱体62は、箱状をなしていなくてもよく、支持部22や蓋体61の形状などによっては、省略してもよい。
次に、圧電素子51〜54について説明する。ただし、圧電素子51〜54は、互いに同様の構成であるため、圧電素子51について代表して説明し、圧電素子52〜54については、その説明を省略する。
圧電素子51は、長手形状をなしており、通電によりその長手方向へ伸縮する。このような圧電素子51は、図1および図2に示すように、弾性部材233の上面の全域を覆うように、かつ、弾性部材233と支持部22との境界部を跨ぐように接合されている。そして、圧電素子51は、弾性部材233の長手方向へ伸縮する。このように、圧電素子51を弾性部材233と支持部22との境界部を跨ぐように設けることで、圧電素子51の伸縮により生じる駆動力を弾性部材233に効率的に伝達することができる。
このような圧電素子51は、図2に示すように、圧電材料を主材料として構成された圧電体層511と、この圧電体層511を挟持するように設けられた第1の電極層512および第2の電極層513とを有している。
圧電体層511を構成するための圧電材料としては、例えば、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸バリウム、その他、各種のものが挙げられ、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が、特に、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウムおよびチタン酸ジルコン酸鉛のうちの少なくとも1種を主とするものが好ましい。このような材料で圧電体層511を構成することにより、より高い周波数でアクチュエータ1を駆動することができる。
第1の電極層512は、圧電体層511の下面の全域を覆うように形成されている。さらに、第1の電極層512は、支持部22上に露出する露出部512aを有している。そして、このような第1の電極層512の下面は、弾性部材233および支持部22に接合されている。また、このような露出部512aは、第1の導電性バンプ711を介して配線L1と導通している。
第2の電極層513は、圧電体層511の上面の全域を覆うように形成されている。そして、このような第2の電極層513は、第2の導電性バンプ721を介して配線L2と導通している。
第1の電極層512および第2の電極層513を構成するための材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されない。このような導電性材料としては、第1の導電性バンプ711の導電性部711bを構成する導電性材料と同様であるため、その説明を省略する。
以上のような圧電素子51は、例えば、CVD、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付けなどの薄膜形成法を用いて、弾性部材233上に形成してもよく、また、予め別体として製造された圧電素子(例えば、バルクの圧電素子)を接着剤などの樹脂材料を介して弾性部材233および支持部22に接合してもよい。ただし、圧電素子51の構成としては、これに限定されない。
次に、第1の導電性バンプ711〜714と、第2の導電性バンプ721〜724とについて順次説明する。ただし、第1の導電性バンプ711〜714は、互いに同様の構成であるため、第1の導電性バンプ711について代表して説明し、第1の導電性バンプ712〜714については、その説明を省略する。また、第2の導電性バンプ721〜724は、互いに同様の構成であるため、第2の導電性バンプ721について代表して説明し、第2の導電性バンプ722〜724については、その説明を省略する。
まず、第1の導電性バンプ711について説明する。
第1の導電性バンプ711は、図2に示すように、配線L1と第1の電極層512とを導通するように設けられている。この第1の導電性バンプ711は、その突出方向(すなわち、図2にて上下方向)へ伸縮可能である。このように、伸縮可能な第1の導電性バンプ711を介して配線L1と第1の電極層512とを導通することで、例えば、ワイヤーボンディング配線により配線L1と第1の電極層512とを導通する場合に比べ、極めて高い耐久性を発揮することができる。その結果、長時間にわたり配線L1と第1の電極層512との導通状態を維持することができ、アクチュエータ1は、長時間にわたり優れた信頼性を発揮することができる。
また、第1の導電性バンプ711は、第1の電極層512のうちの露出部512aに接触している。露出部512aは、支持部22上に形成されているため、第1の導電性バンプ711を露出部512aに接触させることで、アクチュエータ1の駆動に伴う弾性部材233の曲げ変形を阻害せずに、配線L1と第1の電極層512とを導通することができる。
また、第1の導電性バンプ711は、その高さ(基端から先端までの長さ)が配線基板61の下面と第1の電極層512の露出部512aとの離間距離よりも大きくなるように形成されている。そして、第1の導電性バンプ711は、露出部512aに圧接されている。これにより、第1の導電性バンプ711が第1の電極層512から離間してしまうことを確実に防止することができる。
また、第1の導電性バンプ711は、図4に示すように、配線基板61の下面から突出するように形成され、高分子材料を主材料として構成されたコア部711aと、コア部711aの表面を覆うように膜状に形成された導電性を有する導電性部711bとで構成されている。このような構成とすることで、伸縮性を有する第1の導電性バンプ711を極めて簡単に形成することができる。
コア部711aを構成する高分子材料としては、特に限定されないが、例えば、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂、ゴム等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド(例:ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6−12、ナイロン6−66)、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド(PPTA)、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、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、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル(不飽和ポリエステル)樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR、1,2−BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等のブタジエン系ゴム、クロロプレンゴム(CR)、ブタジエン−アクリロニトリルゴム(NBR)等のジエン系特殊ゴム、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレンゴム(EPM、EPDM)、アクリル系ゴム(ACM、ANM)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)等のオレフィン系ゴム、ウレタンゴム(AU、EU)等のウレタン系ゴム、ヒドリンゴム(CO、ECO、GCO、EGCO)等のエーテル系ゴム、多硫化ゴム(T)等のポリスルフィド系ゴム、シリコーンゴム(Q)、フッ素ゴム(FKM、FZ)、塩素化ポリエチレン(CM)等の各種ゴムや、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が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合(ブレンド)して用いることができる。
このようなコア部711aの形成方法としては、特に限定されず、例えば、各種成膜法を用いることができる。かかる形成方法として、特に、インクジェット、フォトリソグラフィを用いると、簡単かつ高精度に形成することができる。
導電性部711bは、導電性を有する導電性材料を主材料として構成されている。このような導電性材料としては、特に限定されず、例えば、Pd、Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cuまたはこれらを含む合金等の導電性材料、ITO、FTO、ATO、SnO等の導電性酸化物、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリピロール、PEDOT(poly−ethylenedioxythiophene)のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p−フェニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体等の導電性高分子材料等が挙げられ、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。なお、前記導電性高分子材料は、通常、酸化鉄、ヨウ素、無機酸、有機酸、ポリスチレンサルフォニック酸などの高分子でドープされ導電性を付与された状態で用いられる。これらの中でも、導電性部711bを構成するための材料としては、Al、Au、Cr、Ni、Cu、Ptまたはこれらを含む合金を主とするものが好適に用いられる。これらの金属材料を用いると、電解あるいは無電解メッキ法や、スパッタ等の薄膜形成技術を用いて、容易かつ安価に導電性部711bを形成することができる。
このような導電性部711bの形成方法としては、特に限定されず、例えば、各種成膜法を用いることができる。かかる形成方法として、特に、フォトリソグラフィを用いると、簡単かつ高精度に形成することができる。
以上のような第1の導電性バンプ711は、配線L1を介して端子T1と導通している。端子T1は、前述したように、配線基板61の下面のうちのアクチュエータ1の外部に露出する部分に形成されている。そして、この端子T1は、前記外部電源に接続されている。だたし、端子T1および配線L1の配置としては、第1の導電性バンプ711を介して第1の電極層512と導通していれば、特に限定されない。
次に、第2の導電性バンプ721について説明する。
第2の導電性バンプ721は、図2および図3に示すように、配線L2と第2の電極層513とを導通するように設けられている。この第2の導電性バンプ721は、その突出方向(すなわち、図2にて上下方向)へ伸縮可能である。このように、伸縮可能な第2の導電性バンプ721を介して配線L2と第2の電極層513とを導通することで、例えば、ワイヤーボンディング配線により配線L2と第2の電極層513とを導通する場合に比べ、極めて高い耐久性を発揮することができる。その結果、長時間にわたり配線L2と第2の電極層513の導通状態を維持することができ、アクチュエータ1は、長時間にわたり優れた信頼性を発揮することができる。
また、第2の導電性バンプ721は、その高さが配線基板61の下面と第2の電極層513との離間距離よりも大きくなるように形成されている。そして、第2の導電性バンプ721は、第2の電極層513に圧接されている。これにより、第2の導電性バンプ721が第2の電極層513から離間してしまうことを確実に防止することができる。
また、図2に示すように、第2の導電性バンプ721と第2の電極層513との接触部は、弾性部材233と支持部22との境界部よりも支持部22側に位置している。そのため、アクチュエータ1の駆動に伴う弾性部233の曲げ変形によって、第2の導電性バンプ721が第2の電極層513から離間してしまうことを確実に防止することができる。また、弾性部材233の曲げ変形を阻害せずに、配線L2と第2の電極層513とを導通することができる。
ここで、圧電素子51(圧電体層511)は、前述したように、通電によりその長手方向に伸縮するが、この伸縮に伴って、圧電体層511の厚さ(図2中、上下方向での長さ)が微小に変化する。具体的には、圧電体層511が長手方向へ伸張するとともに、圧電体層511の厚さが小さくなり、圧電体層511がその長手方向へ収縮するとともに、圧電体層511の厚さが大きくなる。
このような圧電体層511の厚さの微小変化に伴い、第2の導電性バンプ721と第2の電極層513との接触部が可動板21の厚さ方向へ微小に変位する。そのため、伸縮可能な第2の導電性バンプ721を介して配線L2と第2の電極層513とを導通することで、配線L2と第2の電極層513との導通状態を長時間にわたり確実に維持することができる。
また、第2の導電性バンプ721は、図4に示すように、配線基板61の下面から突出するように形成され、高分子材料を主材料として構成されたコア部721aと、コア部721aの表面を覆うように膜状に形成された導電性を有する導電性部721bとで構成されている。このような構成とすることで、伸縮性を有する第2の導電性バンプ721を極めて簡単に形成することができる。
コア部721aを構成する高分子材料としては、前述した第1の導電性バンプ711のコア部711aを構成する高分子材料と同様であるため、その説明を省略する。同様に、導電性部721bを構成する主材料としては、導電性部711bを構成する導電性材料と同様であるため、その説明を省略する。
このような第2の導電性バンプ721は、配線L2を介して端子T2と導通している。端子T2は、前述したように、配線基板61の下面のうちのアクチュエータ1の外部に露出する部分に形成されている。そして、この端子T2は、前記外部電源に接続されている。だたし、端子T2および配線L2の配置としては、第2の導電性バンプ721を介して第2の電極層513と導通していれば、特に限定されない。
以上、第1の導電性バンプ711と、第2の導電性バンプ721とについて説明した。
このような第2の導電性バンプ721は、第1の導電性バンプ711よりも大きい伸縮性を発揮する。すなわち、第2の導電性バンプ721の突出方向での弾性率(ヤング率)は、第1の導電性バンプ711の突出方向での弾性率(ヤング率)に比べて小さい。これにより、第2の電極層513の前記変位に対する第2の導電性バンプ721の追従性を優れたものとし、配線L2と第2の電極層513との導通状態を確実に維持できるとともに、配線L1と第1の電極層512との導通状態を確実に維持することができる。
このような、弾性率の異なる第1の導電性バンプ711と第2の導電性バンプ721とを形成するために、第1の導電性バンプのコア部711aと、第2の導電性バンプのコア部721aとは、互いに異なる前記高分子材料を主材料として構成されている。これにより、弾性率の異なるコア部711aとコア部721aとを極めて簡単に形成することができる。この場合、コア部711a、721aの形状、大きさによっても異なるが、コア部711aとしては、ポリイミド、PPTA、これらを組み合われたものか好ましく、コア部721aとしては、ABS樹脂、エポキシ樹脂、PET(ポリエチレンテレフタラート)や、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせたものが好ましい。
また、第1の導電性バンプ711の高さは、第2の導電性バンプ721の高さよりも大きい。図2に示すように、配線基板61の下面と第1の電極層512との離間距離は、配線基板61の下面と第2の電極層513との離間距離よりも大きい。そのため、第1の導電性バンプ711の高さを第2の導電性バンプ721の高さよりも大きくすることで、第1の導電性バンプ711を第1の電極層512に接触(圧接)させるとともに、第2の導電性バンプ721の過度な弾性変形を防止しつつ、第2の導電性バンプ721を第2の電極層513に接触(圧接)させることができる。
以上のようなアクチュエータ1は、次のようにして駆動する。
例えば、図5(a)に示すような電圧を圧電素子51、53に印加するとともに、図5(b)に示すような電圧を圧電素子52、54に印加する。すなわち、圧電素子51、53に電圧を印加している状態(この状態を「第1の状態」という)と、圧電素子52、54に電圧を交互に印加している状態(この状態を「第2の状態」という)とを交互に繰り返す。
以下、第1の状態および第2の状態について説明するが、連結部23の変形と連結部24の変形とは、互いに同様であるため、連結部23の変形について代表して説明し、連結部24の変形については、その説明を省略する。
まず、第1の状態について説明する。通電により圧電素子51を伸張状態とすることで、弾性部材233の長手方向での駆動部材231側の端部が下側(支持基板3側)へ向けて変位する。一方、弾性部材234は、弾性部材233の前記曲げ変形の反動により、その長手方向での駆動部材231側の端部が上側(支持基板3と反対側)へ向けて変位する。これにより、駆動部材231のうちの回動中心軸Xに対して弾性部材233側の部分が下側へ変位し、回動中心軸Xに対して弾性部材234側の部分が上側へ変位することとなる。すなわち、駆動部材231が回動中心軸Xまわりに傾斜することとなる。
次に、第2の状態について説明する。通電により圧電素子52を伸張状態とすることで、弾性部材234の長手方向での駆動部材231側の端部が下側へ向けて変位する。一方、弾性部材233は、弾性部材234の前記曲げ変形の反動により、その長手方向での駆動部材231側の端部が上側へ向けて変位する。
これにより、駆動部材231のうちの回動中心軸Xに対して弾性部材234側の部分が下側へ変位し、回動中心軸Xに対して弾性部材233側の部分が上側へ変位することとなる。すなわち、駆動部材231が回動中心軸Xまわりに傾斜することとなる。
以上のような第1の状態と第2の状態とを交互に繰り返すことにより、1対の弾性部材233、234を互いに反対方向へ曲げ変形させて駆動部材231を回動中心軸Xまわりに回動させる。そして、この駆動部材231の回動により、軸部材232を捩れ変形させて可動板21を回動中心軸Xまわりに回動させることができる。このことから、基体2は、1対の弾性部材233、234と駆動部材231とで構成された第1の振動系と、軸部材232と可動板21とで構成された第2の振動系とを有していると言える。すなわち、基体2は、2自由度振動系を有している。
だたし、圧電素子51〜54に印加する電圧は、可動板21を回動させることができれば、特に限定されず、例えば、圧電素子51、53と、圧電素子52、54とに、位相の180度ずれた(すなわち、逆位相の)交流電圧を断続的に印加するものであってもよい。
次に、本発明のアクチュエータの製造方法について説明する。
図6〜図9は、それぞれ、本実施形態のアクチュエータ1の製造方法を説明するための図である。ここで、図6、図7および図9は、図1中A−A線断面図に対応する図であり、図8は、図4中A−A線断面図に対応する図である。なお、以下では、説明の便宜上、図6および図7中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
ただし、第1の導電性バンプ711〜714は、互いに同様の構成であるため、第1の導電性バンプ711について代表して説明し、第1の導電性バンプ712〜714については、その説明を省略する。また、第2の導電性バンプ721〜724は、互いに同様の構成であるため、第2の導電性バンプ721について代表して説明し、第2の導電性バンプ722〜724については、その説明を省略する。また、圧電素子51〜54は、互いに同様の構成であるため圧電素子51について代表して説明し、圧電素子52〜54については、その説明を省略する。
アクチュエータ1の製造方法は、[A1]可動板21と、支持部22と、可動板21と支持部22とを連結する1対の連結部23、24とを形成する工程と、[A2]圧電体層511と、圧電体層511を狭持するように設けられた第1の電極層512および第2の電極層513とを備えた圧電素子51を連結部23(すなわち、弾性部材233)に設ける工程と、[A3]配線基板61を形成するための基板を用意し、この基板に伸縮性を有する第1の導電性バンプ711および第2の導電性バンプ721と、第1の導電性バンプ711に導通する配線L1および端子T1と、第2の導電性バンプ721に導通する配線L2および端子T2とを形成する工程と、[A4]配線基板61を支持部22に対して固定的に設置するとともに、第1の導電性バンプ711を配線L1に接触させ、第2の導電性バンプ721を第2の電極層513に接触させる工程とを含んでいる。これにより、極めて簡単な工程で、長時間にわたり導通状態を維持することができ、長時間にわたり優れた信頼性を発揮することのできるアクチュエータ1を製造することができる。
[A1]まず、図6(a)に示すように、基体2と支持基板3とを形成するためのSOI基板8を用意する。このようなSOI基板8は、Si層81と、SiO層82と、Si層83とが積層した積層構造をなしている。
そして、図6(b)に示すように、Si層81の上面に、可動板21と、軸部材232、242と、駆動部材231、241と、弾性部材233、234、243、244と、支持部22との平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクM1を形成するとともに、Si層83の下面に、支持基板3の平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクM2を形成する。
次に、レジストマスクM1を介して、Si層81をエッチングする。その後、レジストマスクM1を除去する。これにより、図6(c)に示すように、軸部材232、242と、駆動部材231、241と、弾性部材233、234、243、244と、支持部22とが一体的に形成されたSi層81が得られる。なお、このとき、SiO層82は、エッチングのストップ層として機能する。このようなエッチング方法としては、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの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、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
次に、レジストマスクM2を介して、Si層83をエッチングする。その後、レジストマスクM2を除去する。これにより、図6(d)に示すように、支持基板3が形成されたSi層83が得られる。なお、このとき、SiO層82は、エッチングのストップ層として機能する。
次に、Si層81の上面であって可動板21に対応する部位に金属膜を形成し、光反射部211を形成する。このような金属膜の形成方法としては、真空蒸着、スパッタリング(低温スパッタリング)、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、金属箔の接合等が挙げられる。
その後、SiO層82の一部を除去し、図6(e)に示すように基体2と支持基板3と接合層4とが一体的に形成されたSOI基板8が得られる。
[A2]次に、図6(f)に示すように、圧電素子51を弾性部材233の上面の全域を覆うように、かつ、弾性部材233と支持部22との境界部を跨ぐように設ける。このとき、第1の電極層512は、支持部22上で露出するように形成される。これにより、振動体10が得られる。
このような圧電素子51の形成方法としては、特に限定されず、例えば、CVD、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付けなどの薄膜形成法を用いて、弾性部材233上に直接形成してもよく、また、例えば、バルクの圧電素子を樹脂材料(接着剤)などを介して弾性部材233に接合してもよい。
[A3]次に、図7(a)に示すように、箱体62を形成するためのシリコン基板84を用意する。そして、図7(b)に示すように、シリコン基板84の上面に、箱体62の平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクM3を形成する。
次に、レジストマスクM3を介して、シリコン基板84を厚さ方向の途中までエッチングする。その後、レジストマスクM3を除去する。これにより、図7(c)に示すように、箱体62が形成されたシリコン基板84が得られる。
一方、図8(a)に示すように、配線基板61を形成するためのガラス基板85を用意する。そして、図8(b)に示すように、ガラス基板85の下面に、少なくとも第2の導電性バンプ721〜724を形成する部位を含み、かつ、第1の導電性バンプ711〜714を形成する部位を含まないようにレジストマスクM4を形成する。そして、レジストマスクM4を介して、例えば、ポリイミド、PPTAなどの樹脂材料をガラス基板85の下面にコーティングし、その後、レジストマスクM4を除去する。これにより、図8(c)に示すように、樹脂層86が形成される。
次に、図8(d)に示すように、樹脂層86の下面を覆うようにレジストマスクM5を形成する。そして、レジストマスクM5を介して、例えば、ABS樹脂、エポキシ樹脂、PETなどの樹脂材料をガラス基板85の下面にコーティングし、その後、レジストマスクM5を除去する。これにより、図8(e)に示すように、樹脂層87が形成される。
次に、樹脂層86および樹脂層87の下面に、第1の導電性バンプ711のコア部711aおよび第2の導電性バンプのコア部721aの形状に対応した図示しないグレーマスクを形成する。そして、このグレーマスクを介してエッチングした後、このグレーマスクを除去することで、図8(f)に示すように、丸みを帯びたコア部711aとコア部721aとが形成される。
次に、図8(g)に示すように、ガラス基板85の下面の全域を覆うように、導電性膜88を形成する。このような導電性膜88は、Au、Cu、Niなどの導電子金属を蒸着や、スパッタリングにより成膜することで形成することができる。
次に、導電性膜88の下面に、第1の導電性バンプ711の導電性部711bと、第2の導電性バンプ721の導電性部721bと、端子T1、T2と、配線L1、L2との平面視形状に対応した、図示しないレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクを介して、導電性膜88をエッチングし、その後、このレジストマスクを除去する。これにより、図8(h)に示すように、第1の導電性バンプ711と、第2の導電性バンプ721と、端子T1、T2と、配線L1、L2とが形成されたガラス基板85(配線基板61)が得られる。
[A4]次に、図9(a)に示すように、工程[A3]で得られた箱体62の底面621に、工程[A2]で得られた振動体10を接合する。接合方法としては、特に限定されず、底面621と振動体10(支持基板3)とを直接接合により接合してもよいし、接着剤などの樹脂材料を介して接合してもよい。
その後、図9(b)に示すように、箱体62の開口を覆うように、かつ、第1の導電性バンプ711が第1の電極層512の露出部512aに接触し、第2の導電性バンプ721が第2の電極層513に接触するように、配線基板61を箱体62に接合する。蓋体61と箱体62との接合方法としては、特に限定されず、例えば、陽極接合により接合することができる。以上より、アクチュエータ1が得られる。
以上、本発明のアクチュエータおよびアクチュエータの製造方法の好適な実施例について説明した。このようなアクチュエータは、光反射部をそなえているため、例えば、加速度センサ、角速度センサなどのMEMS応用センサや、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどの光学デバイスに用いることができる。
本発明の光スキャナは、可動板に光反射部が設けられている以外は、本発明のアクチュエータと同様の構成である。なお、本発明の光スキャナの実施形態としては、前述した実施形態(すなわち、アクチュエータ1)と同様であるため、その詳細な説明を省略する。このような光スキャナは、例えば、プロジェクタ、レーザープリンタ、イメージング用ディスプレイ、バーコードリーダー、走査型共焦点顕微鏡などの画像形成装置に好適に適用することができる。
本発明の画像形成装置として、具体的に、図10に示すようなプロジェクタ9について説明する。なお、説明の便宜上、スクリーンSの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。
プロジェクタ9は、レーザーなどの光を照出する光源装置91と、複数のダイクロイックミラー92と、1対の本発明の光スキャナ93、94(例えば、アクチュエータ1と同様の構成の光スキャナ)とを有している。
光源装置91は、赤色光を照出する赤色光源装置911と、青色光を照出する青色光源装置912と、緑色光を照出する緑色光源装置913とを備えている。
ダイクロイックミラー92は、赤色光源装置911、青色光源装置912、緑色光源装置913のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
このようなプロジェクタ9は、赤色光源装置911、青色光源装置912、緑色光源装置913のそれぞれから、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて照出された光をダイクロイックミラー92で合成し、この合成された光が、光スキャナ93、94によって走査されてスクリーンS上でカラー画像を形成するように構成されている。
具体的には、まず、ダイクロイックミラー92で合成された光は、光スキャナ93によって横方向に走査される(主走査)。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナ94によってさらに縦方向に走査される(副走査)。これにより、2次元カラー画像をスクリーンS上に形成することができる。このような光スキャナ93、94として本発明の光スキャナを用いることで、極めて優れた描画特性を発揮することができる。
以上、本発明のアクチュエータ、アクチュエータの製造方法、光スキャナ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、本発明のアクチュエータ、光スキャナおよび画像形成装置では、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、前述した実施形態では、アクチュエータは、可動板を中心にほぼ左右対称な形状をなしている構造を説明したが、非対称であってもよい。
また、前述した実施形態では、第1の電極層および第2の電極層のそれぞれが、導電性バンプを介して配線基板上の配線と導通するものについて説明したが、第1の電極層および第2の電極層のうちのいずれか一方が導電性バンプを介して配線と導通していればよい。
また、前述した実施形態では、コア部と導電性部とで構成された導電性バンプについて説明したが、導電性を有していれば、これに限定されない。
また、前述した実施形態では、第2の導電性バンプの弾性率が第1の導電性バンプの弾性率よりも大きいものについて説明したが、配線と第1の電極層とが第1の導電性バンプを介して導通され、かつ配線と第2の電極層とが第2の導電性バンプを介して導通されていれば、これに限定されず、例えば、第2の導電性バンプの弾性率と第1の導電性バンプの弾性率とがほぼ等しくてもよいし、第2の導電性バンプの弾性率が第1の導電性バンプの弾性率よりも小さくてもよい。
また、前述実施形態では、第1の導電性バンプの高さが第2の導電性バンプの高さよりも高いものについて説明したが、配線と第1の電極層とが第1の導電性バンプを介して導通され、かつ配線と第2の電極層とが第2の導電性バンプを介して導通されていれば、これに限定されず、例えば、第1の導電性バンプの高さと第2の導電性バンプの高さとがほぼ等しくてもよいし、第1の導電性バンプの高さが第2の導電性バンプの高さよりも低くてもよい。
本発明のアクチュエータの好適な実施形態を示す斜視図である。 図1中A−A線断面図である。 図1に示すアクチュエータが備える蓋部の下面図である。 図3中A−A線断面図である。 図1に示すアクチュエータが備える圧電素子に印加する電圧の波形の一例を示す図である。 本発明のアクチュエータの製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。 本発明のアクチュエータの製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。 本発明のアクチュエータの製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。 本発明のアクチュエータの製造方法の好適な実施形態を示す断面図である。 本発明の画像形成装置の好適な実施形態を示す概略図である。
符号の説明
1‥‥‥アクチュエータ 10‥‥‥振動体 2‥‥‥基体 21‥‥‥可動板 211‥‥‥光反射部 22‥‥‥支持部 23、24‥‥‥連結部 231、241‥‥‥駆動部材 232、242‥‥‥軸部材 233、234、243、244‥‥‥弾性部材 3‥‥‥支持基板 4‥‥‥接合層 51〜54‥‥‥圧電素子 511‥‥‥圧電体層 512‥‥‥第1の電極層 512a‥‥‥露出部 513‥‥‥第2の電極層 6‥‥‥ケーシング(固定部材) 61‥‥‥配線基板(蓋体) 62‥‥‥箱体 621‥‥‥底面 63‥‥‥空間 711〜714‥‥‥第1の導電性バンプ 721〜724‥‥‥第2の導電性バンプ 711a、721a‥‥‥コア部 711b、721b‥‥‥導電性部 8‥‥‥SOI基板 81、83‥‥‥Si層 82‥‥‥SiO層 84‥‥‥シリコン基板 85‥‥‥ガラス基板 86、87‥‥‥樹脂層 88‥‥‥導電性膜 9‥‥‥プロジェクタ 91‥‥‥光源装置 911‥‥‥赤色光源装置 912‥‥‥青色光源装置 913‥‥‥緑色光源装置 92‥‥‥ダイクロイックミラー 93、94‥‥‥光スキャナ L1〜L8‥‥‥配線 M1〜M5‥‥‥レジストマスク S‥‥‥スクリーン T1〜T8‥‥‥端子 X‥‥‥回動中心軸

Claims (9)

  1. 可動板と、
    前記可動板を支持するための支持部と、
    前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部と、
    前記連結部に接合された少なくとも1つの圧電素子と、
    前記支持部に対して固定的に設置された配線基板とを有し、
    前記圧電素子は、前記連結部に接合された第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを有し、
    前記第1の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第1の導電性バンプを介して導通しており、
    前記第2の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第2の導電性バンプを介して導通しており、
    前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、前記配線基板上に形成され、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、
    前記第2の導電性バンプは、前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有していることを特徴とするアクチュエータ。
  2. 前記第1の導電性バンプの先端部が前記第1の電極層に圧接されており、前記第2の導電性バンプの先端部が前記第2の電極層に圧接されている請求項1に記載のアクチュエータ。
  3. 前記配線基板は、前記第2の電極層に対向するように設けられ、前記第1の導電性バンプの突出方向の長さは、前記第2の導電性バンプの突出方向の長さよりも長い請求項1または2に記載のアクチュエータ。
  4. 前記第1の電極層は、前記支持部上に露出する部分を有し、前記第1の導電性バンプは、前記露出する部分と接触する請求項1ないし3のいずれかに記載のアクチュエータ。
  5. 前記圧電素子は、前記連結部と前記支持部との境界部を跨ぐように設けられ、
    前記第2の導電性バンプと前記第2の電極層との接触部は、前記境界部に対して前記支持部側に位置している請求項1ないし4のいずれかに記載のアクチュエータ。
  6. 前記可動板は、その板面に光反射性を有する光反射部を備えている請求項1ないし5のいずれかに記載のアクチュエータ。
  7. 可動板と、前記可動板を支持するための支持部と、前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部とを形成する工程と、
    第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを備えた圧電素子を前記連結部に設ける工程と、
    基板を用意し、前記基板に、伸縮性を有する第1の導電性バンプおよび第2の導電性バンプと、前記第1導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプと導通する配線とを形成する工程と、
    前記配線部材を前記支持部に対して固定的に設置し、前記配線と前記第1の電極層とを前記第1の導電性バンプを介して導通させるとともに、前記配線と前記第2の電極層とを前記第2の導電性バンプを介して導通させる工程とを含み、
    前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、前記第2の導電性バンプが前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有していることを特徴とするアクチュエータの製造方法。
  8. 光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
    前記可動板を支持するための支持部と、
    前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部と、
    前記連結部に接合された少なくとも1つの圧電素子と、
    前記支持部に対して固定的に設置された配線基板とを有し、
    前記圧電素子は、前記連結部に接合された第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを有し、
    前記第1の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第1の導電性バンプを介して導通しており、
    前記第2の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第2の導電性バンプを介して導通しており、
    前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、前記配線基板上に形成され、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、
    前記第2の導電性バンプは、前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有していることを特徴とする光スキャナ。
  9. 光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
    前記可動板を支持するための支持部と、
    前記可動板を前記支持部に対して回動可能とするように、前記可動板と前記支持部とを連結する少なくとも1つの連結部と、
    前記連結部に接合された少なくとも1つの圧電素子と、
    前記支持部に対して固定的に設置された配線基板とを有し、
    前記圧電素子は、前記連結部に接合された第1の電極層と、前記第1の電極層と対向するように設けられた第2の電極層と、前記第1の電極層と前記第2の電極層とに挟持された圧電体層とを有し、
    前記第1の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第1の導電性バンプを介して導通しており、
    前記第2の電極層と前記配線基板上の配線とが伸縮性を有する第2の導電性バンプを介して導通しており、
    前記第1の導電性バンプおよび前記第2の導電性バンプは、それぞれ、前記配線基板上に形成され、高分子材料を主材料として構成された突起状のコア部と、該コア部の表面を覆うように形成された導電性部とを有し、前記第1の導電性バンプの前記コア部と前記第2の導電性バンプの前記コア部とは、異なる前記高分子材料を主材料として構成されており、前記第2の導電性バンプが前記第1の導電性バンプよりも大きい伸縮性を有している光スキャナを備えることを特徴とする画像形成装置。
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