(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に反射ミラーを備え裏面に凹部が設けられた揺動体と、
一端が前記揺動体に接続され、前記揺動体を揺動可能に吊設支持する複数の支持部材と、
前記支持部材の他端が接続されるとともに前記揺動体と対向配置され、前記揺動体の裏面と対向する部位の前記凹部に対応する位置に凸部が設けられた固定部と、
前記凸部に設けられ、前記揺動体を静電力で駆動するための電極を備えた駆動手段と、を有し、
前記凸部は、前記凹部に非接触の状態で入り子状に配置されていることを特徴とするガルバノミラー。
【請求項２】
前記揺動体は一対の前記支持部材で吊設支持されており、前記凹部および前記凸部は前記一対の支持部材を結ぶ直線と交差する方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項１に記載のガルバノミラー。
【請求項３】
レーザ光を発生する光源と、
前記光源からのレーザ光を反射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにより反射したレーザ光を受け、光ディスクに焦点を形成する対物レンズと、
前記ガルバノミラーおよび前記対物レンズを搭載するキャリッジと、
前記キャリッジを前記光ディスクの径方向に駆動する駆動手段と、
前記光ディスクからの反射光を処理して前記駆動手段への駆動信号および前記光ディスクからの再生信号を生成する信号処理手段と、
を有する光ディスク装置において、前記ガルバノミラーは、
表面に反射ミラーを備え裏面に凹部が設けられた揺動体と、
一端が前記揺動体に接続され、前記揺動体を揺動可能に吊設支持する複数の支持部材と、
前記支持部材の他端が接続されるとともに前記揺動体と対向配置され、前記揺動体の裏面と対向する部位の前記凹部に対応する位置に凸部が設けられた固定部と、
前記凸部に設けられ、前記揺動体を静電力で駆動するための電極を備えた駆動手段と、を有し、
前記凸部は、前記凹部に非接触の状態で入り子状に配置されていることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
前記揺動体は一対の前記支持部材で吊設支持されており、前記凹部および前記凸部は前記一対の支持部材を結ぶ直線と交差する方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項４に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ光を所定の方向に反射するためのガルバノミラーおよびその製造方法、およびこのガルバノミラーを搭載し、対物レンズへの入射光の向きを変化させながら光ディスクへの情報の記録再生を行う光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、コンパクトディスク（ＣＤ）やレーザディスク（ＬＤ）に代表されるように、レーザ光を用いて情報の再生を行う光ディスク装置が広く普及している。また最近では、光ディスク装置はコンピュータの記憶装置として利用されるようになっている。
【０００３】
また、併せてデータの高速記録再生が可能となるように、光学系を搭載する光学ヘッドの高速移動が要求されるようになった。
このような光学ヘッドの高速移動の要求に対し、光学ヘッドの質量をできるだけ小さくして素早いシークを実現する方式が提案されている。このような方式として、半導体レーザ（光源）やフォトディテクタ（検出器）などを光学ヘッドに搭載せず、光ディスクに焦点を形成する対物レンズのみを光学ヘッドに搭載して移動させる分離光学方式が採用されている。
【０００４】
以下、分離光学方式の一例を図３２を参照して説明する。
半導体レーザ１１１  やフォトディテクタ１１２  などの固定光学系１１３  は、図示しないベースなどに固定されている。半導体レーザ１１１  から照射されたレーザ光Ｌ  は、同じく固定配置されたガルバノミラー１１４  を介して光学ヘッド１１５  内に搭載された対物レンズ１１６  に与えられている。対物レンズ１１６  は光ディスクＤ  上のピットに焦点を形成し、その反射光を再び逆の経路でフォトディテクタ１１２  に導く。光学ヘッド１１５  は図示しない駆動手段によってトラッキング方向Ｘおよびフォーカシング方向Ｙにそれぞれ駆動される。
【０００５】
このような方式によれば、光学ヘッド１１５  をトラッキング方向Ｘへ駆動する際に発生する微小な光路の傾き（対物レンズ１１６  へのレーザ光の入射角度の変化）を、固定配置されたガルバノミラー１１４  の揺動角度の制御によって補正することができる。そのため対物レンズ１１６  自体を傾ける手段などを光学ヘッド１１５  に搭載する必要がなくなり、光学ヘッド１１５  全体の質量を低減することができ、素早いシークを実現している。
【０００６】
このようにして利用される従来のガルバノミラー１１４  は、具体的には図３３乃至図３５に示す構造となっている。ここで、図３３はガルバノミラー１１４  の平面図、図３４は図３３中のＡ−Ａ線断面図、図３５は図３３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【０００７】
ガルバノミラー１１４  は、レーザ光を反射するための反射ミラー１１７  と、この反射ミラー１１７  を固定した揺動体１１８  と、この揺動体１１８  を固定部１１９  に対して支持する２枚の支持体１２０ａ，１２０ｂ  とを備えている。固定部１１９  は、ヨーク１２１  と磁石１２２  とから構成されており、揺動体１１８  の側面に固定されたコイル１２３  に対して磁界を作用させることにより、反射ミラー１１７  を支持体１２０ａ，１２０ｂ  の軸回りに揺動させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ガルバノミラー１１４  の反射ミラー１１７  表面は、温度変化や経年変化によって徐々に傾いてしまう危険性がある。このような傾きが発生すると、ガルバノミラー１１４  からの反射光を正確に対物レンズ１１６  へ導くことが困難となってしまうため、トラッキングオフセットの要因となり、正確なトラッキング動作を阻害してしまう危険性がある。また、この傾きの影響は、ガルバノミラー１１４  から対物レンズ１１６  までの距離に応じて変化するため、ガルバノミラー１１４  の揺動角度の補正を光学ヘッド１１５  の現在位置によってさらに補正するといった複雑な制御が必要となってしまう。
【０００９】
したがって、ガルバノミラー１１４  のみ光学ヘッド１１５  に搭載し、ガルバノミラー１１４  と対物レンズ１１６  との距離を一定に保った状態の固定光学方式が望まれている。
【００１０】
ところが、上述のとおり、従来のガルバノミラー１１４  はヨーク１２１  ，磁石１２２  ，コイル１２３  などを備えているため質量が大きく、光学ヘッド１１５  に搭載すると光学ヘッド１１５  の高速シークが阻害されてしまい実質的には不可能であった。
そこで本発明は、軽量・小形な構成のガルバノミラー、および高速シークが可能な光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明では、表面に反射ミラーを備え裏面に凹部が設けられた揺動体と、一端が前記揺動体に接続され、前記揺動体を揺動可能に吊設支持する複数の支持部材と、前記支持部材の他端が接続されるとともに前記揺動体と対向配置され、前記揺動体の裏面と対向する部位の前記凹部に対応する位置に凸部が設けられた固定部と、前記凸部に設けられ、前記揺動体を静電力で駆動するための電極を備えた駆動手段と、を有し、前記凸部は、前記凹部に非接触の状態で入り子状に配置されていることを特徴とするガルバノミラーとした。
【００１２】
また、レーザ光を発生する光源と、前記光源からのレーザ光を反射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにより反射したレーザ光を受け、光ディスクに焦点を形成する対物レンズと、前記ガルバノミラーおよび前記対物レンズを搭載するキャリッジと、前記キャリッジを前記光ディスクの径方向に駆動する駆動手段と、前記光ディスクからの反射光を処理して前記駆動手段への駆動信号および前記光ディスクからの再生信号を生成する信号処理手段と、を有する光ディスク装置において、前記ガルバノミラーは、表面に反射ミラーを備え裏面に凹部が設けられた揺動体と、一端が前記揺動体に接続され、前記揺動体を揺動可能に吊設支持する複数の支持部材と、前記支持部材の他端が接続されるとともに前記揺動体と対向配置され、前記揺動体の裏面と対向する部位の前記凹部に対応する位置に凸部が設けられた固定部と、前記凸部に設けられ、前記揺動体を静電力で駆動するための電極を備えた駆動手段と、を有し、前記凸部は、前記凹部に非接触の状態で入り子状に配置されていることを特徴とする光ディスク装置とした。
【００２１】
さらに、本発明では、上述した構造のガルバノミラーを搭載した光ディスク装置を提供するものである。
以上のような本発明によれば、ヨーク，磁石，コイルなど質量の大きい要素を含むことなく、軽量・小形な構成のガルバノミラー、および高速シークが可能な光ディスク装置が実現する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
まず、図１から図４を用いて本発明のガルバノミラーを搭載した光ディスク装置について説明する。ここで、図１は光ディスク装置の内部構造を示す断面図、図２は光学ヘッドを含む駆動系の平面図、図３は光学ヘッドの断面図、図４は光学ユニットの断面図である。
【００２４】
情報の記録再生に供されるディスク１  （光ディスク，光磁気ディスクなど）は、図示しないベースに固定されたスピンドルモータ２  に対してマグネットチャック等のチャッキング手段により保持されており、記録再生時にはこのスピンドルモータ２  によって安定に回転駆動される。
【００２５】
ディスク１  に照射するためのレーザ光を生成する半導体レーザ３  は、フォトディテクタ４  とＨＯＥ（Ｈｏｌｏｇｒａｍｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）  素子５  などと共に光学ユニット６  を構成しており、この光学ユニット６  は光学ヘッド７  の下部に固定されている。なお、光学ユニット６  の下部には放熱性を高める目的で複数の凹凸が形成されている。
【００２６】
半導体レーザ３  より発せられたレーザ光は、ガラス面に形成されたＨＯＥ  素子５  を通過し、ＨＯＥ  素子５  の反対面に固定されたプリズム８  で９０゜向きを変え、ガルバノミラー９  （詳細は後述する）で再び９０゜向きを変え、光学ヘッド７  の上部に配置された対物レンズ１０に導かれる。そして、この対物レンズ１０よりディスク１  の記録トラック上にレーザ光を集光させ焦点を形成する。
【００２７】
またディスク１  からの反射光は、対物レンズ１０に戻り、ガルバノミラー９  ，プリズム８  を経由し、ＨＯＥ  素子５  で向きを変えてフォトディテクタ４  に戻される。フォトディテクタ４  に取り込まれた反射光から、記録情報信号，フォーカスオフセット信号，トラックオフセット信号等が生成される。そして、フォーカスオフセット信号を用いることにより対物レンズ１０のフォーカス方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正するようにフォーカスコイル１１に電流を流す制御動作を行う。また、トラックオフセット信号を用いることにより対物レンズ１０のトラック方向の位置ズレが検出され、この位置ズレを補正するようにリニアモータコイル１２とガルバノミラー９  に電圧を加えて制御動作を行う。このようにしてディスク１  の記録トラック上に情報が記録され、またディスク１  の記録トラック上から情報が読み取られる。
【００２８】
対物レンズ１０は、プラスチックマグネットで形成された対物レンズホルダ１３に保持されている。また平行板バネ１４の一端が対物レンズホルダ１３に固定され、平行板バネ１４の他端は光学ヘッド７  に固定されることにより、対物レンズ１０はその光軸方向に移動可能に支持されている。プラスチックマグネットからなる対物レンズホルダ１３と、光学ヘッド７  に巻装固定されたフォーカスコイル１１に流れる電流との間に電磁作用が作用し、対物レンズ１０にフォーカス駆動力を発生させる。
【００２９】
リニアモータコイル１２は筒状に形成されており、光学ヘッド７  の両側面に各１個が固定されている。光学ヘッド７  のリニアモータコイル１２を挟んで両側には、計４個の滑り軸受１５が形成されており、ディスク１  の径方向に延設された２本のガイドシャフト１６とそれぞれ係合している。これにより光学ヘッド７  はディスク１  の半径方向に移動できるように支持されている。
【００３０】
ガイドシャフト１６は磁性体で形成されており、磁気回路のヨークとしての役割も果たしている。そして、ガイドシャフト１６の両端にはコ字形のバックヨーク１７が固定されている。また磁気ギャップを挟んでリニアモータコイル１２と対向する位置にはラジアル磁石１８が配置され、バックヨーク１７に固定されている。これらガイドシャフト１６，バックヨーク１７，ラジアル磁石１８がラジアル磁気回路１９を形成しており、リニアモータコイル１２に磁界を作用させ、リニアモータコイル１２に流れる電流との電磁作用により、光学ヘッド７  にディスク１  の半径方向への駆動力を発生させている。
【００３１】
続いて図５乃至図１０を参照してガルバノミラー９  の具体的な構造を説明する。図５はガルバノミラーの第１実施例を示す斜視図、図６はその平面図、図７はその側面図、図８は図６のＡ−Ａ線断面図、図９は図６のＢ−Ｂ線断面図、図１０はガルバノミラーの動作を説明するための模式図である。
【００３２】
ガルバノミラー９  は図８および図９に示されるように、第１のプレート２１，第２のプレート２２の２つのプレートが積層された構造をなしている。
第１のプレート２１には、２本の溝２３ａ，２３ｂ  が形成されている。この溝２３ａ，２３ｂ  によって第１のプレート２１は固定部２４、揺動部２５、および２枚の弾性部（支持部材）２６ａ，２６ｂ  に区分されている。
【００３３】
固定部２４は第１のプレート２１の外周部分に対応して形成されたものであり、第２のプレート２２に接合されることにより第１のプレート２１全体を固定保持している。
【００３４】
揺動部２５は、第１のプレート２１に包囲される関係に形成されており、その表面には半導体レーザ３  からのレーザ光を反射するべくミラー面が、鏡面加工などの手段によって一体形成されている。
【００３５】
弾性部２６ａ，２６ｂ  は、その一端が揺動部２５に、他端が固定部２４にそれぞれ接続されることにより、揺動部２５と固定部２４とを連結し吊設支持している。
ここで、揺動部２５（可動部分）の質量の重心は、ちょうど２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ線上の中間付近となるように構成されている。
【００３６】
なお、第１のプレート２１を構成する固定部２４、揺動部２５、２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  は、シリコンを主体とする半導体の異方性エッチングにより一体的に形成されている。また揺動部２５の表面のミラー面は、上述した鏡面加工により形成する他に、揺動部２５の表面に金属薄膜や誘電体多層膜等を蒸着した反射鏡で構成することもできる。
【００３７】
一方、第２のプレート２２は、例えばガラス板等の電気的絶縁材料で形成されるか、あるいは表面に電気的絶縁材料（または酸化膜）がコーティングされたシリコンで形成されており、第１のプレート２１の固定部２４に対して静電接合，拡散接合，あるいは陽極酸化接合等の手段で接合されている。また、図８に示されたように、第２プレート２２上の揺動部２５と対向する部位には、２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ線に対し線対称な位置に電極２７ａ，２７ｂ  が形成されている。
【００３８】
電極２７ａ，２７ｂ  が設けられている部分は、固定部２４と接合される部分に比べてエッチング加工により低く形成され、電極２７ａ，２７ｂ  と揺動部２５との間に１ミクロンから７ミクロン程度の平行な隙間が設けられるように調整されている。
【００３９】
また、電極２７ａ，２７ｂ  はそれぞれ、端子２８ａ，２８ｂ  に対して配線２９ａ，２９ｂ  により電気的に接続されている。そして、外部より端子２８ａ，２８ｂ  に電圧を印加することにより電極２７ａ，２７ｂ  に電圧を印加することができるようになっている。
【００４０】
さらに本発明では、弾性部２６ａ，２６ｂ  の断面形状として、揺動部２５に形成された反射ミラー面と平行な方向の長さに対して、反射ミラー面と直交する方向の長さが長く形成されていることを条件としている（図９参照）。
【００４１】
このような断面形状は、弾性部２６ａ，２６ｂ  の長手方向にわたって全体的に一律であってもよいが、少なくとも弾性部２６ａ，２６ｂ  の一部にのみ適用されていてもよい。また、断面形状についての具体的なアスペクト比は、上記条件の範囲内で任意に設定することができる。
【００４２】
なお、第１プレート２１と第２プレート２２とは、ほぼ同じ熱膨張係数を有する材料が選択されていることが好ましい。
このように構成されている本実施例のガルバノミラー９  は、光学ヘッド７  の一部に設けられた端子とガルバノミラー９  に設けられた端子２８ａ，２８ｂ  とが半田などの手段により電気的に接続され、また機械的にも強固に接続されている。
【００４３】
また、図９に示されるように、弾性部２６ａ，２６ｂ  の断面形状については、揺動部２５のミラー面と平行な辺の方がミラー面と垂直な辺よりも短い形状になっている。すなわち図９において弾性部２６ａ，２６ｂ  の上下方向の長さの方が左右方向の長さよりも長く形成されている。このような構成を採用したことにより得られる効果は以下のとおりである。
【００４４】
すなわち、第１プレート２１と第２プレート２２との間に、材料特性の違いに起因する若干の熱膨張係数の差が存在する場合を考える。この時、本発明のガルバノミラーでは図１０に示すように、弾性部２６ａ，２６ｂ  の軸方向に圧縮応力または引張り応力が作用する。そして、揺動部２５はそのミラー面の法線回り（図１０において紙面と直交する軸回り）に回転する変形が発生する。ここで、このミラー面に対する法線回りの回転は反射光（光軸）の向きには全く影響を及ぼさないことが明らかである。このように、本発明のガルバノミラーを採用すれば、材料特性の違いに起因する熱変形の影響を受けることが無いといった実用上多大な効果が得られる。
【００４５】
続いて、本発明のガルバノミラーの具体的な駆動方法を説明する。
まず、端子２８ａ，２８ｂ  ，配線２９ａ，２９ｂ  を介して電流を流すことにより、半導体で形成された揺動体２５を例えば＋に帯電させ、また同様に電極２７ａ  を−に、電極２７ｂ  を＋に帯電させる。すると電極２７ａ  が揺動部２５を吸引する力と、電極２７ｂ  が揺動部２５を吸引する力とのバランスが崩れ、揺動部２５に回転トルクが発生し、２枚の弾性体２６ａ，２６ｂ  がねじれ変形することにより揺動体２５が図８中Ａで示す方向に回転する。これとは逆に、揺動体２５を＋に帯電させ、また電極２７ａ  を＋に、電極２７ｂ  を−に帯電させることにより、２枚の弾性体２６ａ，２６ｂ  がねじれ変形を起こし揺動体２５が図８中Ｂで示す方向に回転する。
【００４６】
なお、上述の例では、揺動体２５を＋に帯電させ、電極２７ａ，２７ｂ  を−に帯電させる場合を説明したが、例えば揺動体２５を−に帯電させ、電極２７ａ，２７を＋に帯電させても同様の効果が得られる。さらに、揺動体２５をグランドに接続して電位ゼロの状態に設定した場合には、電極２７ａ，２７ｂ  は共に＋に帯電させるか、あるいは共に−に帯電させても同様の効果が得られる。
【００４７】
ここで、揺動体２５と電極２７ａ，２７ｂ  の間の静電容量を測定することにより、揺動体２５と第２のプレート２２とのギャップ長を検出することができ、これによって可動体２５の回転（揺動）角度を正確に検出することができる。そして、その検出値を用いてトラッキングオフセットを電気的に補正するすることにより、ガルバノミラー特有の回転角度の制約をほとんどなくすことができ、安定かつ精度の高いトラッキング制御を行うことができる。
【００４８】
また、静電容量からギャップ長の変化を測定することにより、温度上昇や経時変化によるミラー面の傾きを補正することもできる。
このような構成のガルバノミラー９  によれば、ヨーク，磁石，コイルなど質量の大きい要素を具備していない。したがって、従来に比べて大幅な軽量化を図ることが可能となる。そのため、光学ヘッド７  にガルバノミラー９  を搭載しても光学ヘッド７  は軽量・小型を維持することができ、光学ヘッド７  の高速シークが可能となる。
【００４９】
また、ミラー面が接着剤などを介することなく揺動部２５自体に直接形成されているため、回転駆動力はミラー面に直接的に作用することになる。したがって、位相が１８０  ゜を越える共振モードの共振周波数を高くすることができる。そのため、精度の高いトラッキング制御が可能となるので、トラックピッチの狭い光ディスクなどにも十分に対応することができ、記録密度の向上を図ることができる。
【００５０】
また、静電力を利用して駆動力を発生する構成であるため、消費電力を少なくすることができ、光学ヘッド７  に搭載される光学ユニット６  や対物レンズ１０などに与える熱的悪影響を極力回避することができる。
【００５１】
さらに、対物レンズ１０を駆動するために用いられているコイルや磁石といった電磁駆動要素に対して、電磁力を全く必要としない静電駆動要素からなるガルバノミラーを用いている。すなわち、電磁力と静電力とを用いることにより、互いの駆動力が干渉し合うなどといった不具合をほぼ完全に防止することができる。そのため、ガルバノミラー９  を光学ヘッド７  へ搭載することによる悪影響が排除できるとともに、ガルバノミラー９  と対物レンズ１０とを極めて近接した位置（例えば図１に示すように対物レンズの真下など）に配置することも容易となり、装置設計の自由度が大幅に改善される。そして、ガルバノミラーを揺動し傾けることによる光軸中心の対物レンズ位置での移動を抑制することが可能となり、結果としてトラッキングおよびフォーカス制御信号に発生するオフセットを小さくすることができ、スポット位置をより高精度に定めることが可能となる。
【００５２】
また、従来はガルバノミラーと揺動体との接合、およびコイルと揺動体との接合が接着剤などで行われていたが、本発明では接着剤などの介在物が一切用いられていない。そのため、コイルや磁石などで発生するトルクが接着層を介して伝達されることがなく、振周波数を極めて高く設定することが可能となる。つまり、接着部分の剛性不足によってガルバノミラーの駆動周波数特性が劣化すること（例えば２０ｋＨｚ  付近に共振点を持ち、高域までサーボをかけることができなくなってしまうというような不都合）がないため、高周波帯域まで制御動作を行うことが極めて容易となり、精度の高い位置決め動作が可能になる。
【００５３】
また、揺動体２５の回転軸と弾性体２６ａ，２６ｂ  の長手方向とがほぼ一致しており、しかも揺動部２５（可動部分）の質量の重心がちょうど２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ線上の中間付近となるように構成されている。そのため、装置に外乱加速度が作用したとしても、揺動体２５の回転動作に影響を及ぼすことがない。
【００５４】
なお、上述した実施例においては、第２のプレート２２はガラス板等の電気的絶縁材料で形成されているが、例えばシリコンを主体とする半導体の表面に酸化膜による絶縁層を設けたものを用いてもよい。このような構成であっても同様な効果が得られる。
【００５５】
またその際、第２のプレート２２の反射ミラー面と平行な平面を１００面とし、かつ電極２７ａ，２７ｂ  が設けられる部位をエッチングによって第１のプレート２１と接合される部分より低く（溝状に）加工することにより、電極２７ａ，２７ｂ  の反射ミラー面に対する高い平行度を保持しながら加工できるといった効果が得られる。すなわち、シリコンの共有結合における１００面は異方性エッチングにより各原子の層が一層づつ平行度を保ちながらエッチングされる性質があるためである。
【００５６】
続いて、本発明のガルバノミラーの製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、前述したガルバノミラーと同一構成要素には同一符号を付し重複する説明を省略する。
【００５７】
まず、図１１を参照して本発明のガルバノミラーの製造方法の第１実施例を説明する。
シリコンを主体として形成されるガルバノミラー９  は、小形化するほど駆動感度が高まり、共振周波数も向上できる。しかしながら、本発明のようなレベルまで小型化（例えば３×４ｍｍ〜２×３ｍｍ程度）するためには極めて薄い（例えば１００  ミクロン以下の）シリコンウエハ材が必要になり、さらに、１００  ミクロン以下の厚みシリコンウエハは実質上、その取り扱いが極めて困難で注意を要するばかりか、原材料の入手自体も困難であるといった問題点があった。
【００５８】
そこで、こうした問題点を克服するために、本発明では以下に示す製造方法を採用している。すなわち、まず図１１（ａ）  に示すように、上面に電極２７ａ，２７ｂ  が設けられた第２のプレート２２の端部を介して、シリコンウエハからなる第１のプレート２１を静電接合により接合する。この際、第１のプレート２１を構成するシリコンウエハとしては入手可能な程度の厚みのものでよい。
【００５９】
次に、図１１（ｂ）  に示す如く第１のプレート２１の上面を研磨して所望の厚みにする。この状態から異方性エッチングにより、図１に示した揺動部２５と弾性部２６ａ，２６ｂ  を削り出す。
【００６０】
このような工程を経ることにより、第１のプレート２１として適当な厚みのシリコンウエハが入手できなくても所望のガルバノミラーを比較的容易に製作することができる。また、このような工程によって形成されたガルバノミラー９  は、揺動部２５の反射ミラー面が静電接合時にダメージを受けて反射ミラー面に反りや歪みが生じたとしても、上述の研磨工程でその表面が平滑化されることになる。そのため、反射ミラー面の鏡面精度を十分に高くすることができるといった効果を期待することができる。
【００６１】
続いて、図１２を参照して本発明のガルバノミラーの製造方法の第２実施例を説明する。
この実施例が上述の実施例と異なる点は、電極２７ａ，２７ｂ  を設けた第２のプレート２２に対してシリコンウエハからなる第１のプレート２１を静電接合により接合する際、第１のプレート２１と第２のプレート２２との間にワックス３０を充填する点にある。
【００６２】
図１２（ａ）  に示されるように第１のプレート２１と第２のプレート２２との間に充填されたワックス３０は、前述のように研磨工程およびエッチング工程の後（図１２（ｂ）  ）、新たに加熱工程を施すことによって溶解除去される。これによってガルバノミラー９  が完成する。
【００６３】
このような工程を経る本実施例によれば、研磨工程時に第２のプレート２２のミラー面に歪みや反りが発生する危険性がさらに低減し、より一層精度の高いガルバノミラーを構成することができるようになる。
【００６４】
続いて、本発明に係るガルバノミラーの第２実施例について説明する。
図１３はガルバノミラーの第２実施例を示す斜視図、図１４はその平面図、図１５はその側面図、図１６は図１４のＡ−Ａ線断面図、図１７は図１４のＢ−Ｂ線断面図、図１８は図１４Ｃ−Ｃ線断面図である。
【００６５】
本実施例においては、揺動部２５を支持する弾性部２６ａ，２６ｂ  近傍の形状が若干異なっている。具体的には、２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ直線（揺動部２５の重心を貫く）が、ちょうどシリコンの１１１面方向と平行となるように、新たに溝２３ｃ，２３ｄ  が形成されている。なお、ここでは溝２３ｃ  ，２３ｄは２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  のそれぞれ片側のみに形成されているが、弾性部２６ａ，２６ｂ  の両側に平行に形成してもよい。
【００６６】
なお、この実施例では電極２７ａ，２７ｂ  に電流を供給するための端子２８ａ，２８ｂ  および配線２９ａ，２９ｂ  が、ガルバノミラー９  の一端（図１４中右側）から引き出されるように形成されている。そして、端子２８ａ，２８ｂ  および配線２９ａ，２９ｂ  の間の領域には、新たにグランド用端子３１およびグランド配線３２が設けられている。グランド用端子３１およびグランド配線３２は図１８に示されたように第１のプレート２１の一部に圧接された状態に形成されており、これによって第１のプレート２１を構成する固定部２４、揺動部２５、２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  は電位が０の状態に保たれている。
【００６７】
このように構成された本実施例によれば、先に説明した実施例と同様の効果が得られることはもちろん、２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ直線がちょうどシリコンの１１１面方向と平行であるため、細長形状の弾性部２６ａ，２６ｂ  を製作する際に面が荒れたり、バリ状のエッチングが残ったりすることがなくなる。そのため、応力集中による弾性部２６ａ，２６ｂ  の破断の危険が少なくなることから、衝撃に強い製品が得られる。また、弾性部２６ａ，２６ｂ  自体をさらに微細に加工することが可能となる。
【００６８】
また、グランド用端子３１およびグランド配線３２が設けられているため、グランド（電位ゼロ）との電位差によって揺動部２５を駆動することができるようになる。
【００６９】
さらに、揺動部２５がグランドに接続されるため、揺動部２５が静電気を帯びてしまうことがない。そのため、チリ等の浮遊物が反射ミラーに吸着されてしまう危険性が大幅に低下し、ガルバノミラー９  の性能が長期間維持される。
【００７０】
続いて、本発明に係るガルバノミラーの第３実施例について説明する。
図１９はガルバノミラーの第３実施例を示す斜視図、図２０はその平面図、図２１はその側面図、図２２は図２０のＡ−Ａ線断面図、図２３は図２０のＢ−Ｂ線断面図である。
【００７１】
本実施例においては、第１のプレート２１の溝２３ａ，２３ｂ  中に突出するように複数の突起（規制手段）３３ａ  が形成されている。この突起３３ａ  は、固定部２４と一体的に異方性エッチング等の手段によって形成されたものであり、突起３３ａ  と揺動部２５とのクリアランスは１ミクロン前後となるように製作されている。なお、突起３３ａ  を設ける位置およびその個数については、任意に決定して構わない。
【００７２】
このように構成された本実施例によれば、揺動部２５の揺動の際に突起３３ａ  と揺動部２５の側面とが接触する構造であるため、揺動部２５の揺動角度を抑制するストッパとして機能させることが可能となる。つまり、あらかじめ反射ミラーの面に沿った方向への突起３３ａ  の突出量を管理して製作することにより、揺動部２５の最大揺動角度を任意の角度に設定することができる。そのため、ガルバノミラー９  あるいは光ディスク装置に衝撃が作用したとしても、弾性部２６ａ，２６ｂ  が弾性限界を越えて変形するのを抑制することができ、ガルバノミラー９  に破壊などの悪影響が及ぶことがない。
【００７３】
また、これら突起３３ａ  は固定部２４と一体的に形成されているため、揺動部２５とも同電位となる。そのため、アークが発生するなどして揺動部２５や駆動回路などを破壊する危険性を回避することもできる。
【００７４】
さらに、本実施例では、第２のプレート２２上にも突起（規制手段）３３ｂ  が形成されている。この突起３３ｂ  は、ちょうど２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ線上の真下（反射ミラーの面の反対側）に位置しているが、その個数は任意に設定して構わない。このように揺動部２５の回転軸の直下に突起３３ｂ  を設けると、通常の反射ミラーの角度制御にあたっては揺動部２５の揺動運動が何等妨げられることがない。
【００７５】
そして、揺動部２５の垂直方向下向きの変位が規制されることにより、シリコンウエハから各ガルバノミラーをダイシング等の手段で切断する作業中に、注入される水の圧力で弾性部２６ａ，２６ｂ  が弾性限界を越えて変形するのを抑制することができ、ガルバノミラー９  に破壊などの悪影響が及ぶことがない。また、ガルバノミラー９  あるいは光ディスク装置に作用する反射ミラー面と垂直方向の衝撃に対しても十分な抗力を備えたものとなる。
【００７６】
さらに、突起３３ｂ  も突起３３ａ  と同様、揺動部２５と同電位となるため、アークが発生するなどして揺動部２５や駆動回路などが破壊される危険性を回避することができる。
【００７７】
なお、図１９に示した突起３３ａ  の変形例として、図２４および図２５に示す形態のものを採用することもできる。ここで図２４の斜視図に示したガルバノミラー９  は、第１のプレート２１の固定部２４と第２のプレート２２との間に空間３４を設けることにより、突起３３ａ  が容易に弾性変形するようにしたものである。また図２５の斜視図に示したガルバノミラー９  は、固定部２４と第２のプレート２２との間に空間３４を設けるとともに一部を切り欠くことによって片持ち梁３５とし、やはり同様に突起３３ａ  の弾性変形を行わせるものである。このような構成により、揺動部２５と第１のプレート２１とが接触した場合に固定部２４が変形するため衝撃が緩和され、揺動部２５や弾性部２６ａ，２６ｂ  への悪影響を回避することができる。
【００７８】
続いて、本発明に係るガルバノミラーの第４実施例について説明する。図２６はガルバノミラーの第４実施例を示す斜視図、図２７は第１のプレートの裏面を示す斜視図、図２８は第２のプレートの表面を示す斜視図である。
【００７９】
本実施例においては、第１のプレート２１の揺動部２５の裏面に、２枚の弾性部２６ａ，２６ｂ  を結ぶ直線とほぼ直交する方向（揺動軸方向）に延びる複数の凹部３６が形成されている。また、揺動部２５の裏面と対向する第２のプレート２２には、凹部３６に対応する位置に凸部３７が形成されている。これら凹部３６と凸部３７とは、１ミクロンから７ミクロン程度の隙間を介して非接触の状態で入り子状に配置されている。
【００８０】
また、凸部３７には揺動軸方向に帯状に形成された電極３８ａ，３８ｂ  が配置されている。この電極３８ａ，３８ｂ  は、第１実施例で示した電極２７ａ，２７ｂ  と同一の機能を有するものであり、それぞれ端子２８ａ，２８ｂ  を介して配線２９ａ，２９ｂ  とつながっており、外部と電気的に接続されている。
【００８１】
このように凹部３６と凸部３７とを設けることにより、第１のプレート２１と第２のプレート２２との間隔を比較的近接させることができる。そして、凸部３７に電極３８ａ，３８ｂ  を形成してあるため、電極３８ａ，３８ｂ  に電圧を印加する際に揺動部２５に作用する慣性モーメントを小さく抑えながら、大きな回転加速度を得ることができる。
【００８２】
これによって揺動部２５の駆動速度が向上するため、感度の高いガルバノミラー９  が実現する。
また、第１のプレート２１には凹部３６が、第２のプレート２２には凸部３７がそれぞれ設けられると、プレート２１，２２  間の隙間長は短くなるものの、隙間の総容積は増大することになる。そのため、揺動部２５の駆動時に移動する空気の流れ道が十分に確保されることになる。このように空気の流れ道が確保されると、空気の粘性抵抗に起因する駆動力の非線形性が大幅に緩和され、制御性を大幅に安定させることができる。
【００８３】
また、凹部３６および凸部３７は揺動軸方向と直交する方向に延設されているため、揺動軸方向に延設される場合に比べて両者が接触しにくい構造となっている。したがって、第１のプレート２１と第２のプレート２２との間隔を狭くすることが比較的容易であり、駆動感度も容易に向上できる。
【００８４】
さらに、凹部３６および凸部３７は揺動軸方向と直交する方向に延設されていると、揺動部２５の剛性を安定に保つことができる。すなわち、揺動部２５がその駆動時に受ける変形モードは図２９に示すようなものであり、揺動軸と直交する方向に湾曲する変形であることが理解できる。したがって、この湾曲方向に対して剛性を高くするべく、一種の梁を形成したような本実施例の構造であれば、極めて安定した制御動作が可能となる。
【００８５】
また、凹部３６と凸部３７とが入り子状に配置されているため、揺動時のギャップ長の変化に起因する吸引力の変動を小さくすることができ、制御動作が安定して揺動部２５の高精度な位置決めが可能になる。
【００８６】
さらに、凹部３６を形成することによって揺動部２５の重量が低減できるため、揺動部２５と第２のプレート２２との接触の際に弾性部２６ａ，２６ｂ  に作用する最大応力を低下させることができ、衝撃破壊を確実に防止することができるといった実用上多大な効果が得られる。
【００８７】
図３０は前述した第４実施例の変形例であり、第１のプレート２１をその裏面から見た斜視図である。この変形例では全体的に見て第４実施例と同じ方向に凹部が延びているものの、その形状が相違している。すなわち、シリコンの共有結合における結晶方位によってシリコンが容易にエッチングできる方向が決まり、その方向は図３０に示したように必ずしも揺動軸方向には一致しない（揺動軸方向と交差する方向となる）からである。同図のように鋸歯状にジグザグの凹部３６を形成し、またこれら凹部３６内に挿入される関係に凸部を配置すれば、第４実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。特に、シリコンの異方性の方向とエッチング方位とを一致させれば、凹部３６をより深く形成することができ、第４実施例で得られる効果をさらに助長することも可能である。
【００８８】
なお、ここでは図示しない凸部の形状は、凹部３６とほぼ同じ形状であることが好ましいが、必ずしも一致させる必要はない。
図３１は前述した第４実施例の更なる変形例であり、第１のプレート２１をその裏面から見た斜視図である。この変形例では第４実施例とは異なる方向に凹部が延びているが、図３０に示した変形例と同様にシリコンが容易にエッチングできる方向に沿って直線的に凹部を形成したものである。つまり、図３０に示したジグザグの任意の一辺の方向に沿って凹部３６を設けている。このような変形例であっても第４実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００８９】
なお、上述した第４実施例および２つの変形例にあっては、第１のプレート２１としてシリコンを主体とした材料を採用しているが、例えばガラスを採用してもよい。この場合には、ガラスをエッチングして凹部３６を形成すればよく、やはり同様な効果が得られる。
【００９０】
一方、上述した第４実施例および２つの変形例にあっては、第１のプレート２１には凹部３６が、第２のプレート２２には凸部３７がそれぞれ設けられていたが、これとは別に、
第１のプレート２１に凹部を設けるものの第２のプレート２２には凸部を設けないような設計をすることにより別なる効果を期待することもできる。すなわち、第１のプレート２１のみ凹部が形成されることによってプレート２１，２２  間に形成される隙間の総容積が減少するため、今度は揺動部２５の駆動時に移動する空気の流れ道がほとんど確保されない状態となる。そのため、空気の粘性抵抗の影響を比較的強く受けることになる。この粘性抵抗は第１のプレート２１と第２のプレート２２とが近接する程大きく作用するため、結果として、第１のプレート２１と第２のプレート２２との衝突を最大限に防止できる構造となる。
なお、本発明は上述した各実施例および変形例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、軽量・小形な構成のガルバノミラー、および高速シークが可能な光ディスク装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ディスク装置の内部構造を示す断面図。
【図２】光学ヘッドを含む駆動系の平面図。
【図３】光学ヘッドを含む駆動系の平面図。
【図４】光学ユニットの断面図。
【図５】ガルバノミラーの第１実施例を示す斜視図。
【図６】ガルバノミラーの第１実施例を示す平面図。
【図７】ガルバノミラーの第１実施例を示す側面図。
【図８】図６のＡ−Ａ線断面図。
【図９】図６のＢ−Ｂ線断面図。
【図１０】ガルバノミラーの動作を説明するための模式図。
【図１１】本発明に係るガルバノミラーの製造方法の第１実施例を説明するためのガルバノミラーの断面図。
【図１２】本発明に係るガルバノミラーの製造方法の第２実施例を説明するためのガルバノミラーの断面図。
【図１３】ガルバノミラーの第２実施例を示す斜視図。
【図１４】ガルバノミラーの第１実施例を示す平面図。
【図１５】ガルバノミラーの第１実施例を示す側面図。
【図１６】図１４のＡ−Ａ線断面図。
【図１７】図１４のＢ−Ｂ線断面図。
【図１８】図１４のＣ−Ｃ線断面図。
【図１９】ガルバノミラーの第３実施例を示す斜視図。
【図２０】ガルバノミラーの第３実施例を示す平面図。
【図２１】ガルバノミラーの第３実施例を示す側面図。
【図２２】図２０のＡ−Ａ線断面図。
【図２３】図２０のＢ−Ｂ線断面図。
【図２４】ガルバノミラーの第３実施例の変形例を示す斜視図。
【図２５】ガルバノミラーの第３実施例の変形例を示す斜視図。
【図２６】ガルバノミラーの第４実施例を示す斜視図。
【図２７】図２６に示したガルバノミラーの第１のプレートの裏面を示す斜視図。
【図２８】図２６に示したガルバノミラーの第２のプレートの表面を示す斜視図。
【図２９】揺動部の変形モードを示す模式図。
【図３０】ガルバノミラーの第４実施例の変形例を示す斜視図。
【図３１】ガルバノミラーの第４実施例の変形例を示す斜視図。
【図３２】従来の分離光学方式の一例を示す構成図。
【図３３】従来のガルバノミラーを示す平面図。
【図３４】図３３中のＡ−Ａ線断面図。
【図３５】図３３中のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１…ディスク
２…スピンドルモータ
３…半導体レーザ
４…フォトディテクタ
５…ＨＯＥ素子
６…光学ユニット
７…光学ヘッド
８…プリズム
９…ガルバノミラー
１０…対物レンズ
１１…フォーカスコイル
１２…リニアモータコイル
１３…対物レンズホルダ
１４…平行板バネ
１５…滑り軸受
１６…ガイドシャフト
１７…バックヨーク
１８…ラジアル磁石
１９…ラジアル磁気回
２１…第１のプレート
２２…第２のプレート
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  …溝
２４…固定部
２５…揺動部
２６ａ，２６ｂ  …弾性部（支持手段）
２７ａ，２７ｂ  …電極
２８ａ，２８ｂ  …端子
２９ａ，２９ｂ  …配線
３０…ワックス
３１…グランド用端子
３２…グランド配線
３３ａ，３３ｂ  …突起（規制手段）
３４…空間
３５…片持ち梁
３６…凹部
３７…凸部
３８ａ，３８ｂ  …電極
【図１】
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【図２】
0003587403.tif 000003
【図３】
0003587403.tif 000004
【図４】
0003587403.tif 000005
【図５】
0003587403.tif 000006
【図６】
0003587403.tif 000007
【図７】
0003587403.tif 000008
【図８】
0003587403.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003587403.tif 000011
【図１１】
0003587403.tif 000012
【図１２】
0003587403.tif 000013
【図１３】
0003587403.tif 000014
【図１４】
0003587403.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0003587403.tif 000017
【図１７】
0003587403.tif 000018
【図１８】
0003587403.tif 000019
【図１９】
0003587403.tif 000020
【図２０】
0003587403.tif 000021
【図２１】
0003587403.tif 000022
【図２２】
0003587403.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
0003587403.tif 000025
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
0003587403.tif 000029
【図２９】
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【図３０】
0003587403.tif 000031
【図３１】
0003587403.tif 000032
【図３２】
0003587403.tif 000033
【図３３】
0003587403.tif 000034
【図３４】
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【図３５】
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