JP5849633B2 - ミラーデバイス、ミラーデバイスの製造方法、光スキャナーおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載の光スキャナーは、可動板と、支持枠と、可動板を支持枠に対してねじり回転可能に支持する1対の弾性支持部と、永久磁石と、ホルダーと、電圧の印加により永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有している。永久磁石は、直方体形状をなしており、可動板の裏面に、接着剤により接合されている。また、支持枠は、ホルダーに接合されており、そのホルダーの可動板に対向する部位に、コイルが設置されている。
また、コイルで発生した磁界における磁束を永久磁石に導く手段がないので、そのコイルで発生した磁界を永久磁石に十分に作用させることができないという問題がある。
本発明のミラーデバイスは、光反射性を有する光反射部を備え、第1の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部の前記第1の軸に沿う方向の端部に接続された第1の軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記第1の軸を挟んで配置された磁石と、
前記可動部と前記磁石との間に介在して前記可動部と前記磁石とを接合し、半田で構成された半田層と、
前記可動部と前記半田層との間に介在し、前記可動部よりも前記半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含む下地層と、を備え、
前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記磁石を包含し、該下地層の少なくとも一部が前記磁石から突出していることを特徴とする。
また、下地層により磁路が構成され、その下地層により磁界の磁束を磁石に導くことができ、これにより、磁石に作用する磁界の磁束密度を高くすることができる。これによって、駆動力が大きくなり、可動部の回動角を大きくすることができる。
また、下地層が、磁路の機能を有しているので、別途磁路が形成されている場合に比べて、製造の際、別途磁路を形成する工程が不要となり、製造にかかる手間を低減することができる。
前記第1層は、前記可動部と前記第2層との密着性を向上させる機能を有し、
前記第2層は、前記軟磁性体で構成され、
前記第3層は、前記半田の濡れ性を向上させる機能を有することが好ましい。
これにより、下地層により磁路を確実に構成することができるとともに、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
前記第2層の構成材料は、Niを含み、
前記第3層の構成材料は、AuおよびPdのうちの少なくとも1種を含むことが好ましい。
これにより、下地層により磁路を確実に構成することができるとともに、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
これにより、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
本発明のミラーデバイスでは、前記磁石側下地層は、前記磁石の前記可動部側の面に設けられていることが好ましい。
これにより、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
これにより、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
本発明のミラーデバイスでは、前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記磁石から該磁石の両極を結ぶ線分の方向に突出しており、前記下地層の前記磁石から前記線分の方向に突出した部位における前記線分に対して直交する方向の長さは、前記線分に沿って前記磁石から離間する方向に向って、漸増していることが好ましい。
これにより、より多くの磁束を磁石に導くことができ、これによって、磁石に作用する磁界の磁束密度をより高くすることができ、また、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
これにより、より多くの磁束を磁石に導くことができ、これによって、磁石に作用する磁界の磁束密度をより高くすることができ、また、可動部と磁石とをより強固に接合することができる。
前記枠状部材の内側に設けられ、前記光反射部を備え、前記第1の軸に直交する第2の軸周りに揺動可能な可動板と、
前記可動板の前記第2の軸に沿う方向の端部に接続され、前記可動板と前記枠状部材とを接続する第2の軸部材とを備え、
前記第1の軸部材は、前記枠状部材を前記第1の軸周りに揺動可能とするように、前記枠状部材の前記第1の軸に沿う方向の端部に接続されたものであることが好ましい。
これにより、可動板を第1の軸および第1の軸に直交する第2の軸の周りに回動させることができる。
前記半田層は、1対配置され、前記1対の半田層は、それぞれ、前記枠状部材と前記1対の磁石との間に介在して前記枠状部材と前記1対の磁石とを接合し、
前記下地層は、1対配置され、前記1対の下地層は、それぞれ、前記枠状部材よりも前記半田の濡れ性が高く、前記枠状部材と前記1対の半田層との間に介在していることが好ましい。
これにより、可動板を第1の軸および第1の軸に直交する第2の軸の周りに回動させることができる。
前記可動部の前記軸に沿う方向の端部に接続された軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記軸を挟んで配置された磁石と、を備えるミラーデバイスの製造方法であって、
前記可動部に、前記可動部よりも半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含み、前記可動部の平面視で前記磁石を包含し得る下地層を形成する工程と、
前記下地層上に半田を配置する工程と、
前記半田を溶融し、前記可動部の平面視で、前記下地層が前記磁石を包含し、該下地層の少なくとも一部が前記磁石から突出するように、半田層により前記磁石または着磁前の前記磁石を前記下地層に接合する工程とを有することを特徴とする。
すなわち、下地層は、磁路の機能を有しているので、製造の際、別途磁路を形成する工程が不要となり、製造にかかる手間を低減することができる。
また、磁石または着磁前の磁石を接合する際は、下地層上の溶融された半田により、磁石または着磁前の磁石が適切な位置に自動的に移動し、その磁石または着磁前の磁石の位置決めがなされるので、磁石または着磁前の磁石を適切な位置に容易かつ確実に位置決めすることができる。
これにより、可動部を形成する際に、同時に、可動部における下地層の位置決めを行うことができ、これによって、製造工程を削減することができ、また、可動部における下地層の位置を正確に設定することができる。
前記可動部の前記軸に沿う方向の両端に接続された軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記軸を挟んで配置された磁石と、
前記可動部と前記磁石との間に介在して前記可動部と前記磁石とを接合し、半田で構成された半田層と、
前記可動部と前記半田層との間に介在し、前記可動部よりも前記半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含む下地層と、
前記可動部に対向して配置され、電圧の印加により前記磁石に作用する磁界を発生するコイルと、
前記コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記磁石を包含し、該下地層の少なくとも一部が前記磁石から突出しており、
前記電圧印加手段により、所定の周波数の電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動部を前記所定の周波数で前記軸周りに揺動させるよう構成されていることを特徴とする。
また、下地層により磁路が構成され、その下地層により、コイルで発生した磁界の磁束を磁石に導くことができ、これにより、磁石に作用する磁界の磁束密度を高くすることができる。これによって、駆動力が大きくなり、可動部の回動角を大きくすることができる。
また、下地層が、磁路の機能を有しているので、別途磁路が形成されている場合に比べて、製造の際、別途磁路を形成する工程が不要となり、製造にかかる手間を低減することができる。
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、光反射性を有する光反射部を備え、軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部の前記軸に沿う方向の両端に接続された軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記軸を挟んで配置された磁石と、
前記可動部と前記磁石との間に介在して前記可動部と前記磁石とを接合し、半田で構成された半田層と、
前記可動部と前記半田層との間に介在し、前記可動部よりも前記半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含む下地層と、
前記可動部に対向して配置され、電圧の印加により前記磁石に作用する磁界を発生するコイルと、
前記コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記磁石を包含し、該下地層の少なくとも一部が前記磁石から突出しており、
前記電圧印加手段により、所定の周波数の電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動部を前記所定の周波数で前記軸周りに揺動させるよう構成されていることを特徴とする。
また、下地層により磁路が構成され、その下地層により、コイルで発生した磁界の磁束を磁石に導くことができ、これにより、磁石に作用する磁界の磁束密度を高くすることができる。これによって、駆動力が大きくなり、可動部の回動角を大きくすることができる。
また、下地層が、磁路の機能を有しているので、別途磁路が形成されている場合に比べて、製造の際、別途磁路を形成する工程が不要となり、製造にかかる手間を低減することができる。
<第1実施形態>
図1は、本発明の光スキャナーの第1実施形態を示す平面図、図2は、図1のA−A線断面図、図3は、図1に示す光スキャナーのミラーデバイスを示す背面図、図4は、図1に示す光スキャナーにおいてコイルに印加する電圧波形の一例を示す図、図5〜図7は、図1に示す光スキャナーのミラーデバイスの製造方法を説明するための断面図である。この場合、図5〜図7は、図3のB−B線断面図に対応するものである。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中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、図3では、図1に対して上下が逆になっているが、図3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。同様に、図5〜図7では、図2に対して上下が逆になっているが、図5〜図7中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。なお、図1、図3の平面視が、それぞれ、可動部の平面視である。
可動板11は、軸部材13a、13bによって支持枠18に支持されている。また、支持枠18は、ホルダー19に支持されている。
可動板11の形状は、図示の構成では、平面視で円形をなしているが、これに限定されず、平面視で、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
また、ホルダー19の上面には、永久磁石20に作用する磁界を発生するコイル30が設けられている。コイル30は電圧印加手段40に電気的に接続されている。永久磁石20、コイル30および電圧印加手段40によって可動板11を回動(搖動)させる駆動手段が構成される。
永久磁石20としては、例えば、ネオジム磁石、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。
なお、半田層21には、それぞれ、半田以外の材料、例えば、フラックス機能(活性)を有する化合物等が含まれていてもよい。
下地層22は、可動板11の下面(光反射部12とは反対側の面)に設けられている。そして、下地層22は、その半田層21側の表面の半田の濡れ性が可動板11よりも高くなるように構成されている。これにより半田層21により永久磁石20を接合する際、下地層22上に半田が確実に、かつ均一に濡れ広がることができる。
このように、可動板11と半田層21との間に下地層22を介在させ、永久磁石20と半田層21との間に下地層23を介在させることにより、それらの下地層22、23を介して可動板11と永久磁石20とを確実に接合することができる。
また、下地層23の構成材料としては、下地層23の表面の半田の濡れ性が永久磁石20よりも高くなるものであれば、特に限定されないが、軟磁性材料を含むことが好ましく、例えば、Niを含む金属や合金等が挙げられる。
なお、下地層22の第1層221、第2層222、第3層223は、それぞれ、下地層23の第1層231、第2層232、第3層233と同様であるので、以下では、代表的に、下地層22の第1層221、第2層222、第3層223について説明する。
この第1層221の構成材料としては、例えば、Cr、TiおよびTaのうちの1種または2種以上を含むものが好ましく、Crがより好ましい。2種以上含むものとしては、例えば、Ni−Cr系合金等が挙げられる。
また、第2層222は、軟磁性体で構成されている。そして、第2層222は、さらに、第1層221と第3層223との密着を保持しつつ、半田を溶融して半田層21を形成する際、その半田の構成材料の可動板11への拡散を防止する機能を有していることが好ましい。
また、第3層223は、半田の濡れ性を向上させる機能を有している。そして、第3層223は、さらに、半田層21と第2層222との密着性を向上させる機能と、第1層221および第2層222の酸化を防止する機能とを有していることが好ましい。
そして、第1層221をCrで構成し、第2層222をNiで構成し、第3層223をAuで構成することが特に好ましい。
なお、下地層22、23を2層の積層体で構成する場合の具体例としては、それぞれ、例えば、Crで構成されたCr層(第1層)と、Niで構成されたNi層(第2層)とをNi層が半田層21側に位置するように積層した積層体、Niで構成されたNi層(第1層)と、Auで構成されたAu層(第2層)とをAu層が半田層21側に位置するように積層した積層体等が挙げられる。
コイル30は、電圧印加手段40と電気的に接続されている。そして、電圧印加手段40によりコイル30に電圧が印加されることで、コイル30から永久磁石20に作用する磁束を有する磁界が発生する。なお、コイル30は磁心に巻き付けられていてもよい。
例えば、図4に示す交流電圧を印加する。
すると、可動板11と永久磁石20のN極との接合部付近をコイル30に引き付けようとするとともに、可動板11と永久磁石20のS極との接合部付近をコイル30から離間させようとする磁界(この磁界を「磁界A1」という)と、可動板11と永久磁石20のN極との接合部付近をコイル30から離間させようとするとともに、可動板11と永久磁石20のS極との接合部付近をコイル30に引き付けようとする磁界(この磁界を「磁界A2」という)とが交互に切り換わる。
また、本実施形態では、電圧印加手段40によりコイル30へ図4に示す交流電圧を印加するものについて説明したが、可動板11を回動させることができれば、これに限定されず、例えば、電圧印加手段40によりコイル30へ直流電圧を間欠的に印加するように構成されていてもよい。
まず、シリコンで構成された基板(シリコン基板)5を用意する。
次に、図5(a)に示すように、基板5の上面に、レジスト膜61を形成する。
次に、図5(b)に示すように、基板5の上面の下地層22を形成する部位のレジスト膜61を除去する。すなわち、基板5の上面の下地層22を形成する部位以外を覆うようにレジスト膜61のパターニングを行う。下地層22を形成する部位の位置は、後述する溶融した半田66により永久磁石20の位置決めがなされる際、永久磁石20が適切な位置に位置するように設定される。また、下地層22を形成する部位は、平面視で、後に形成される下地層22が永久磁石20を包含し得るように設定される(本実施形態では、平面視で、下地層22が永久磁石20全体から突出し得るように設定される)。
次に、図5(d)に示すように、レジスト膜61を除去する。これにより、基板5の上面の所定の位置に、下地層22が形成される。
次に、図5(e)に示すように、基板5の上面および下地層22の上面に、レジスト膜63を形成する。
次に、図6(b)に示すように、レジスト膜63をマスクとして、基板5を上面側からエッチングする。
なお、前記レジスト膜63をマスクとする基板5のエッチングにおいては、例えば、誘導結合型反応性イオンエッチングを行う。
次に、図6(d)に示すように、可動板本体110の下面に、光反射部12を形成する。この光反射部12の形成は、例えば、所定のマスクを用いて行うことができる。これにより、光反射部12を有し、下地層22が設けられた可動板11と、軸部材13a、13bと、支持枠18とを備えた基板5が得られる。
次に、図7(a)に示すように、フラックス膜64上に半田ボール65を配置する。
次に、図7(b)に示すように、半田ボール65を溶融する。これにより、半田66が、それぞれ下地層22上全体に濡れ広がる。この際、フラックス膜64により、半田66の濡れ性が向上し、また、半田66の表面の酸化膜が除去されたり、酸化が防止される。
次に、着磁前の永久磁石20、すなわち着磁により永久磁石20となる硬磁性体200の表面全体に、下地層23を形成する。
次に、図7(d)に示すように、硬磁性体200を下地層22上に載置し、半田66を溶融し、半田層21を形成し、半田層21により、下地層22、23介して可動板11と硬磁性体200とを接合する。この際、半田層21は、硬磁性体200の下面に形成された下地層23のみならず、硬磁性体200の4つの側面に形成された下地層23の図7(d)中の下側の端部にも密着する。
また、半田66上にフラックス膜67を設けることにより、半田層21の表面の酸化膜を除去したり、酸化を防止することができる。
次に、硬磁性体200に対して着磁を行う。これにより、硬磁性体200が永久磁石20となる。以上のようにして、ミラーデバイス1が製造される。
また、下地層22により磁路が構成され、その下地層22により磁束を永久磁石20に導くことができ、これにより、永久磁石20に作用する磁界の磁束密度を高くすることができる。これによって、駆動力が大きくなり、可動板11の回動角を大きくすることができる。
また、光スキャナー10は、可動板11に永久磁石20を設け、永久磁石20に対向するようにホルダー19上にコイル30を設けている。つまり、振動系上には発熱体であるコイル30が設けられていない。そのため、通電によってコイル30から発生する熱による振動系の撓みや共振周波数の変化を防止または抑制することができる。その結果、光スキャナー10は、長時間の連続使用であっても所望の振動特性を発揮することができる。
また、下地層23は、省略されていてもよい。下地層23を省略した場合、永久磁石20としてNd−Fe−B磁石を用いるときは、永久磁石20の錆(酸化)を防止するため、永久磁石20に保護層を形成することが好ましい。そして、その保護層をNiを含む金属や合金で形成することが好ましく、これにより、永久磁石20と半田層21とを容易に接合することができる。
図8は、本発明の光スキャナーの第2実施形態における永久磁石および下地層を示す平面図である。なお、図8では、半田層の図示は、省略されている。また、図8の平面視が、可動部の平面視である。
以下、第2実施形態について、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。
これにより、より多くの磁束を永久磁石20に導くことができ、これによって永久磁石20に作用する磁界の磁束密度をより高くすることができる。
図9は、本発明の光スキャナーの第3実施形態を示す平面図、図10は、図9のC−C線断面図、図11は、図9に示す光スキャナーが備える駆動手段の電圧印加手段を示すブロック図、図12は、図11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である。なお、以下では、説明の便宜上、図9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10中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。なお、図9の平面視が、可動部の平面視である。
以下、第3実施形態について、前述した第1、第2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。
可動板11の形状は、図示の構成では、平面視で円形をなしているが、これに限定されず、平面視で、例えば、楕円形、四角形等の多角形であってもよい。
可動板11、軸部材13a、13b、枠状部材14、軸部材15a、15b、および支持枠16は、例えばシリコンを主材料として一体に形成されている。シリコンを主材料とすることにより、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、光スキャナー10の小型化を図ることができる。なお、SOI基板等の積層構造を有する基板を用いてこれらを形成してもよく、この場合、可動板11、軸部材13a、13b、枠状部材14、軸部材15a、15b、および支持枠16が一体となるように、積層構造基板の1つの層で形成するのが好ましい。
永久磁石20a、20bは、それぞれ、長手形状、図示の構成では、直方体形状、すなわち、横断面が四角形をなす真っ直ぐな棒状をなしており、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石20aのS極とN極とを結ぶ線分の方向が、永久磁石20aの長手方向と一致している。換言すれば、永久磁石20aのS極とN極とを結ぶ線分が、永久磁石20aの軸線と一致している。永久磁石20bについても同様である。
永久磁石20a、20bは、それぞれ、その両極がX軸を挟んで配置されている。すなわち、永久磁石20a、20bは、それぞれ、両端部(各磁極)が、X軸で分割される2つの領域に位置するように配置されている。そして、永久磁石20a、20bは、それぞれ、その軸線がX軸およびY軸に対して傾斜するように配置されている。
また、下地層22a、22bは、枠状部材14の下面(ホルダー17と対向する面)に設けられており、その半田層21a、21b側の表面の半田の濡れ性が枠状部材14よりも高くなるように構成されている。
これらの下地層22a、22bは、軟磁性体を含み、磁路を構成している。そして、平面視で、下地層22a、22bは、永久磁石20a、20bを包含し、下地層22a、22bの少なくとも一部が永久磁石20a、20bから突出している。本実施形態では、平面視で、下地層22a、22bは、永久磁石20a、20b全体から突出している。
また、下地層22a、22b、23a、23bとしては、それぞれ、前述した第1実施形態で挙げたものと同様のものを用いることができる。
第1の電圧発生部41は、図12(a)に示すように、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。
本実施形態では、第1の電圧V1の周波数は、可動板11と、軸部材13a、13bと、枠状部材14と、軸部材15a、15bと、永久磁石20a、20bと、半田層21a、21bと、下地層22a、22b、23a、23bとで構成された第1の振動系のねじり共振周波数(共振周波数)と異なる周波数となるように調整されている。
第2の電圧V2は、正弦波のような波形をなしている。そのため、光スキャナー10は効果的に光を主走査することができる。なお、第2の電圧V2の波形は、これに限定されない。
また、第2周波数は、第1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11を互いに直交する2軸(X軸およびY軸)のそれぞれの軸周りに回動させることができる。ただし、可動板11をX軸およびY軸のそれぞれの軸周りに回動させることができれば、第1の電圧V1の周波数と第2の電圧V2の周波数との組み合わせは、特に限定されない。
このような第1の電圧発生部41および第2の電圧発生部42は、それぞれ、制御部7に接続され、この制御部7からの信号に基づき駆動する。このような第1の電圧発生部41および第2の電圧発生部42には、電圧重畳部43が接続されている。
次に、光スキャナー10の駆動方法について説明する。なお、本実施形態では、前述したように、第1の電圧V1の周波数は、第1の振動系のねじり共振周波数と異なる値に設定されており、第2の電圧V2の周波数は、第2の振動系のねじり共振周波数と等しく、かつ、第1の電圧V1の周波数よりも大きくなるように設定されている(例えば、第1の電圧V1の周波数が60Hzで、第2の電圧V2の周波数が15kHz)。
すると、第1の電圧V1によって、枠状部材14と永久磁石20a、20bのN極との接合部付近をコイル30に引き付けようとするとともに、枠状部材14と永久磁石20a、20bのS極との接合部付近をコイル30から離間させようとする磁界(この磁界を「磁界A1」という)と、枠状部材14と永久磁石20a、20bのN極との接合部付近をコイル30から離間させようとするとともに、枠状部材14と永久磁石20a、20bのS極との接合部付近をコイル30に引き付けようとする磁界(この磁界を「磁界A2」という)とが交互に切り換わる。
なお、第2の電圧V2の周波数は、第2の振動系のねじり共振周波数と等しい。そのため、第2の電圧V2によって可動板11をY軸まわりに回動させることができる。つまり、第1の電圧V1によって、可動板11がY軸まわりに回動してしまうことを防止することができる。
また、本実施形態では、平面視で、下地層22a、22bは、永久磁石20a、20b全体から突出しているが、平面視で、下地層22a、22bは、永久磁石20a、20bを包含し、下地層22a、22bの少なくとも一部が永久磁石20a、20bから突出していればよい。
図13は、本発明の画像形成装置の実施形態を模式的に示す図である。
本実施形態では、画像形成装置の一例として、光スキャナー10をイメージング用ディスプレイの光スキャナーとして用いた場合を説明する。なお、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。また、X軸、すなわち回動中心軸XがスクリーンSの横方向と平行であり、Y軸、すなわち回動中心軸YがスクリーンSの縦方向と平行である。
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。
このようなプロジェクター9は、図示しないホストコンピューターからの画像情報に基づいて、光源装置91(赤色光源装置911、青色光源装置912、緑色光源装置913)から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ー10によって2次元走査され、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。
なお、図13中では、ダイクロイックミラー92で合成された光を光スキャナー10によって2次元的に走査した後、その光を固定ミラーKで反射させてからスクリーンSに画像を形成するように構成されているが、固定ミラーKを省略し、光スキャナー10によって2次元的に走査された光を直接スクリーンSに照射してもよい。
また、本発明は、前記各実施形態のうちの、任意の2以上の構成(特徴)を組み合わせたものであってもよい。
なお、前記実施形態では、磁石として、永久磁石を用いているが、本発明では、磁石として、電磁石を用いてもよい。
Claims (15)
- 光反射性を有する光反射部を備え、第1の軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部の前記第1の軸に沿う方向の端部に接続された第1の軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記第1の軸を挟んで配置された磁石と、
前記可動部の前記光反射部を備える面と異なる面に設けられた下地層と、を備え、
前記下地層と前記磁石とは、半田で構成された半田層によって接合され、
前記下地層は、軟磁性体を含み、前記可動部よりも前記半田の濡れ性が高く、
前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記可動部と前記磁石とが重なる第1の領域に形成されている、ことを特徴とするミラーデバイス。 - 前記下地層は、互いに異なる材料で構成された第1層と、第2層と、第3層とが前記半田層と反対側からこの順序で積層された積層体で構成され、
前記第1層は、前記可動部と前記第2層との密着性を向上させる機能を有し、
前記第2層は、前記軟磁性体で構成され、
前記第3層は、前記半田の濡れ性を向上させる機能を有する請求項1に記載のミラーデバイス。 - 前記第1層の構成材料は、Cr、TiおよびTaのうちの少なくとも1種を含み、
前記第2層の構成材料は、Niを含み、
前記第3層の構成材料は、AuおよびPdのうちの少なくとも1種を含む請求項2に記載のミラーデバイス。 - 前記磁石と前記半田層との間に介在し、前記磁石よりも前記半田の濡れ性が高い磁石側下地層を有する請求項1ないし3のいずれかに記載のミラーデバイス。
- 前記磁石側下地層は、前記磁石の前記可動部側の面に設けられている請求項4に記載のミラーデバイス。
- 前記磁石側下地層は、前記磁石の側面に設けられている請求項4または5に記載のミラーデバイス。
- 前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記第1の領域に連続して形成される第2の領域を備える、請求項1ないし請求項6に記載のミラーデバイス。
- 前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記磁石の両極を結ぶ線分の方向において前記第2の領域が形成されており、前記下地層の前記磁石から前記線分の方向において、前記第2の領域に形成された部位における前記線分に対して直交する方向の長さは、前記線分に沿って前記磁石から離間する方向に向って、漸増している請求項7に記載のミラーデバイス。
- 前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記第2の領域は前記第1の領域を囲んで形成されている請求項7または8のいずれかに記載のミラーデバイス。
- 前記可動部は、枠状部材と、
前記枠状部材の内側に設けられ、前記光反射部を備え、前記第1の軸に直交する第2の軸周りに揺動可能な可動板と、
前記可動板の前記第2の軸に沿う方向の端部に接続され、前記可動板と前記枠状部材とを接続する第2の軸部材とを備え、
前記第1の軸部材は、前記枠状部材を前記第1の軸周りに揺動可能とするように、前記枠状部材の前記第1の軸に沿う方向の端部に接続されたものである請求項1ないし9のいずれかに記載のミラーデバイス。 - 前記磁石は、前記枠状部材に1対配置され、前記1対の磁石は、それぞれ、前記磁石の両極を結ぶ線分が前記第1の軸部材の軸線および前記第2の軸部材の軸線のそれぞれに対して傾斜して配置され、
前記半田層は、1対配置され、前記1対の半田層は、それぞれ、前記枠状部材と前記1対の磁石との間に介在して前記枠状部材と前記1対の磁石とを接合し、
前記下地層は、1対配置され、前記1対の下地層は、それぞれ、前記枠状部材よりも前記半田の濡れ性が高く、前記枠状部材と前記1対の半田層との間に介在している請求項10に記載のミラーデバイス。 - 光反射性を有する光反射部を備え、軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部の前記軸に沿う方向の端部に接続された軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記軸を挟んで配置された磁石と、を備えるミラーデバイスの製造方法であって、
前記可動部に、前記可動部よりも半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含み、前記可動部の平面視で前記可動部と前記磁石とが重なる第1の領域に形成され得る下地層を形成する工程と、
前記下地層上に半田を配置する工程と、
前記半田を溶融し、前記可動部の平面視で、前記下地層が前記可動部と前記磁石とが重なる第1の領域に形成され、該下地層の少なくとも一部が前記第1の領域と、前記第1の領域に連続して第2の領域を形成するように、半田層により前記磁石または着磁前の前記磁石を前記下地層に接合する工程とを有することを特徴とするミラーデバイスの製造方法。 - 基板の所定の位置に前記下地層を形成した後、前記基板を所定の形状に加工し、前記可動部と、前記軸部材とをそれぞれ形成する請求項12に記載のミラーデバイスの製造方法。
- 光反射性を有する光反射部を備え、軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部の前記軸に沿う方向の両端に接続された軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記軸を挟んで配置された磁石と、
前記可動部と前記磁石との間に介在して前記可動部と前記磁石とを接合し、半田で構成された半田層と、
前記可動部と前記半田層との間に介在し、前記可動部よりも前記半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含む下地層と、
前記可動部に対向して配置され、電圧の印加により前記磁石に作用する磁界を発生するコイルと、
前記コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記可動部と前記磁石とが重なる第1の領域に形成され、該下地層の少なくとも一部が前記第1の領域に連続して第2の領域が形成されており、
前記電圧印加手段により、所定の周波数の電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動部を前記所定の周波数で前記軸周りに揺動させるよう構成されていることを特徴とする光スキャナー。 - 光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、光反射性を有する光反射部を備え、軸周りに揺動可能な可動部と、
前記可動部の前記軸に沿う方向の両端に接続された軸部材と、
前記可動部に配置され、一方の磁極と他方の磁極とが前記軸を挟んで配置された磁石と、
前記可動部と前記磁石との間に介在して前記可動部と前記磁石とを接合し、半田で構成された半田層と、
前記可動部と前記半田層との間に介在し、前記可動部よりも前記半田の濡れ性が高く、軟磁性体を含む下地層と、
前記可動部に対向して配置され、電圧の印加により前記磁石に作用する磁界を発生するコイルと、
前記コイルに電圧を印加する電圧印加手段と、を備え、
前記可動部の平面視で、前記下地層は、前記可動部と前記磁石とが重なる第1の領域に形成され、該下地層の少なくとも一部が前記第1の領域に連続して第2の領域が形成されており、
前記電圧印加手段により、所定の周波数の電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動部を前記所定の周波数で前記軸周りに揺動させるよう構成されていることを特徴とする画像形成装置。
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