(57)【要約】【課題】製造の容易化を図りつつ、所望の振動特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。【解決手段】アクチュエータ１は、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、可動板２１の厚さ方向に伸縮する圧電素子５１〜５４とを有し、通電により圧電素子５１〜５４を伸縮させることで、連結部２３、２４を捩れ変形させて可動板２１を回動させるように構成されており、連結部２４には、回動中心軸Ｘから離間した位置に圧電素子５１の伸縮により発生する駆動力を連結部２３に伝達するための伝達点を構成する突起６１が形成され、突起６１が圧電素子５１の伸縮方向での一端と接触している。【選択図】図１
2008129280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記可動板の厚さ方向に伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記連結部には、前記可動板の回動中心軸から離間した位置に前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が形成され、該突起が前記圧電素子の伸縮方向での一端と接触していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記突起は、前記圧電素子の伸縮方向での一端と接合している請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記連結部は、前記可動板の回動中心軸を介して互いに対向するように設けられ、長手形状をなす１対の弾性部を備え、
前記突起は、前記各弾性部に形成され、
前記圧電素子は、前記各突起に接触するように１対設けられ、
前記１対の圧電素子の作動により、前記１対の弾性部を互いに反対方向へ曲げ変形させることにより、前記連結部を捩り変形させて前記可動板を回動させるように構成されている請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記各突起は、前記弾性部の長手方向での前記可動板側の端部に形成されている請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記連結部は、前記可動板をその両側で前記支持部と連結するように１対設けられている請求項３または４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記連結部は、駆動部材と、前記駆動部材を前記支持部に対して回動可能とするように、前記駆動部材と前記支持部とを連結する第１の軸部材と、前記可動板を前記駆動部材に対して回動可能とするように、前記可動板と前記駆動部材とを連結する第２の軸部材とを備え、
前記突起は、前記駆動部材に形成されている請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記連結部は、前記可動板をその両側で前記支持部と連結するように１対設けられている請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記１対の駆動部材は、一体的に形成されており、
前記突起は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の中央部を通り前記可動板の回動中心軸に対して直交する線分付近に形成されている請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記可動板の板面には、光反射性を有する光反射部が設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
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、
前記可動板の厚さ方向へ伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を前記可動板の厚さ方向へ伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させるように構成されたアクチュエータを製造する方法であって、
前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起を前記連結部の前記可動板の回動中心軸から離間した位置に形成する第１の工程と、
前記圧電素子をその伸縮方向の一端が前記突起と接触するように配置する第２の工程とを含むことを特徴とするアクチュエータの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の工程は、ＳＯＩ基板を用意する工程と、前記ＳＯＩ基板の一方のＳｉ層をエッチングすることで前記連結部を形成するとともに、他方のＳｉ層およびＳｉＯ２層をエッチングすることで前記突起を形成する工程とを有している請求項１０に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項１２】
光反射性を有する光反射部を備える可動板と、
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、
前記可動板の厚さ方向へ伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させ、前記光反射部により反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記連結部には、前記可動板の回動中心軸から離間した位置に前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が形成され、該突起が前記圧電素子の伸縮方向での一端と接触していることを特徴とする光スキャナ。
【請求項１３】
光反射性を有する光反射部を備える可動板と、
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、
前記可動板の厚さ方向へ伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させ、前記光反射部により反射した光を走査し、対象物に画像を形成するように構成されている光スキャナを備えた画像形成装置であって、
前記連結部には、前記可動板の回動中心軸から離間した位置に前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が形成され、該突起が前記圧電素子の伸縮方向での一端と接触していることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、回動可能な板状の反射ミラーと、反射ミラーを支持するための基台と、反射ミラーの両側で固着する１対の第１の弾性変形部材と、各第１の弾性変形部材の反射ミラーとは反対の端と基台とを連結する１対の第２の弾性変形部材とを有し、各第１の弾性変形部材には、その第１の弾性変形部材のねじり中心軸（反射ミラーの回動中心軸）に対して対称に設けられ、反射ミラーの厚さ方向へ伸縮する１対の圧電素子が固着されているアクチュエータが開示されている。
【０００３】
このようなアクチュエータは、例えば、各第１の弾性変形部材に固着された１対の圧電素子に同位相の交流電圧を印加することで、すなわち、１対の圧電素子を互いに伸張させる状態と、互いに収縮させる状態とを交互に繰り返すことで、反射ミラーを回動させ、光走査を行うように構成されている。
このようなアクチュエータでは、各圧電素子伸縮方向での一端の全面と第１の弾性変形部材の板面とが接合しているため、圧電素子の配置によって、第１の弾性変形部材に伝達される圧電素子の駆動力が変化してしまう。そのため、所望の振動特性を得ようとすれば、各圧電素子の配置を高精度に調整しなければならず、アクチュエータの製造が難しくなる。
反対に、各圧電素子の配置が所望の配置からずれている場合には、各圧電素子に同一電圧を印加した場合であっても、１対の第１の弾性変形部材のねじれ変形量が互いに異なってしまい、反射ミラーを安定的に回動させることができない。すなわち、このアクチュエータは、所望の振動特性を発揮することが難しい。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１１９１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、製造の容易化を図りつつ、所望の振動特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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、
前記可動板の厚さ方向に伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記連結部には、前記可動板の回動中心軸から離間した位置に前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が形成され、該突起が前記圧電素子の伸縮方向での一端と接触していることを特徴とする。
これにより、所望の位置に形成された前記突起を介して、前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達することができるため、前記圧電素子の配置、形状および寸法などの微細な調整を行わなくても、前記圧電素子の駆動力を所望の大きさ、かつ、所望の位置で前記連結部に伝達することができる。その結果、製造の簡易化を図りつつ、所望の振動特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。
【０００７】
本発明のアクチュエータでは、前記突起は、前記圧電素子の伸縮方向での一端と接合していることが好ましい。
これにより、前記圧電素子の駆動力をより確実に前記連結部に伝達することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記連結部は、前記可動板の回動中心軸を介して互いに対向するように設けられ、長手形状をなす１対の弾性部を備え、
前記突起は、前記各弾性部に形成され、
前記圧電素子は、前記各突起に接触するように１対設けられ、
前記１対の圧電素子の作動により、前記１対の弾性部を互いに反対方向へ曲げ変形させることにより、前記連結部を捩り変形させて前記可動板を回動させるように構成されていることが好ましい。
これにより、前記可動板を円滑に回動駆動させることができる。
【０００８】
本発明のアクチュエータでは、前記各突起は、前記弾性部の長手方向での前記可動板側の端部に形成されていることが好ましい。
これにより、前記弾性部の曲げ変形の応答性を向上させることができるため、前記可動板をより高速で回動させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記連結部は、前記可動板をその両側で前記支持部と連結するように１対設けられていることが好ましい。
これにより、前記可動板の回動時にて、前記可動板の回動中心軸をより確実に一定に保つことができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータでは、前記連結部は、駆動部材と、前記駆動部材を前記支持部に対して回動可能とするように、前記駆動部材と前記支持部とを連結する第１の軸部材と、前記可動板を前記駆動部材に対して回動可能とするように、前記可動板と前記駆動部材とを連結する第２の軸部材とを備え、
前記突起は、前記駆動部材に形成されていることが好ましい。
これにより、前記可動板を安定的に回動させることができる。
【００１０】
本発明のアクチュエータでは、前記連結部は、前記可動板をその両側で前記支持部と連結するように１対設けられていることが好ましい。
これにより、前記可動板の回動時にて、前記可動板の回動中心軸をより確実に一定に保つことができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対の駆動部材は、一体的に形成されており、
前記突起は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の中央部を通り前記可動板の回動中心軸に対して直交する線分付近に形成されていることが好ましい。
これにより、１つの前記突起と、該突起に接合する１つの前記圧電素子とで、前記可動板の回動中心軸を一定に保ちつつ、前記可動板を円滑に回動させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記可動板の板面には、光反射性を有する光反射部が設けられていることが好ましい。
これにより、アクチュエータを光学デバイスとして用いることができる。
【００１１】
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、
前記可動板の厚さ方向へ伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を前記可動板の厚さ方向へ伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させるように構成されたアクチュエータを製造する方法であって、
前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起を前記連結部の前記可動板の回動中心軸から離間した位置に形成する第１の工程と、
前記圧電素子をその伸縮方向の一端が前記突起と接触するように配置する第２の工程とを含むことを特徴とする。
これにより、前記圧電素子の配置が設定位置に対してずれてしまった場合であっても、前記突起が前記連結部の所望の位置に形成されてさえいれば、前記圧電素子の駆動力を所望の大きさ、かつ、所望の位置で前記連結部に伝達することができ、前記連結部の変形量を所望の量とすることができる。
【００１２】
本発明のアクチュエータの製造方法では、前記第１の工程は、ＳＯＩ基板を用意する工程と、前記ＳＯＩ基板の一方のＳｉ層をエッチングすることで前記連結部を形成するとともに、他方のＳｉ層およびＳｉＯ２層をエッチングすることで前記突起を形成する工程とを有していることが好ましい。
これにより、前記突起と前記連結部とを一体的に形成することができ、極めて容易にかつ極めて高精度に前記突起を前記連結部に形成することができる。
【００１３】
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る可動板と、
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、
前記可動板の厚さ方向へ伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させ、前記光反射部により反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記連結部には、前記可動板の回動中心軸から離間した位置に前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が形成され、該突起が前記圧電素子の伸縮方向での一端と接触していることを特徴とする。
【００１４】
これにより、所望の位置に形成された前記突起を介して、前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達することができるため、前記圧電素子の配置、形状および寸法などの微細な調整を行わなくても、前記圧電素子の駆動力を所望の大きさ、かつ、所望の位置で前記連結部に伝達することができる。その結果、製造の簡易化を図りつつ、所望の振動特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。
【００１５】
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る可動板と、
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、
前記可動板の厚さ方向へ伸縮する圧電素子とを有し、
通電により前記圧電素子を伸縮させることで、前記連結部を捩れ変形させて前記可動板を回動させ、前記光反射部により反射した光を走査し、対象物に画像を形成するように構成されている光スキャナを備えた画像形成装置であって、
前記連結部には、前記可動板の回動中心軸から離間した位置に前記圧電素子の伸縮により発生する駆動力を前記連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が形成され、該突起が前記圧電素子の伸縮方向での一端と接触していることを特徴とする。
これにより、優れた描画特性を発揮することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のアクチュエータの第１実施形態を説明する。
図１は、本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図４は、圧電素子を説明するための部分断面斜視図、図５は、図１に示すアクチュエータの駆動電圧の電圧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および図４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３中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００１７】
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、中間層４を介して基体２を支持する支持基板３と、基体２の２自由度振動系を駆動するための圧電素子５１〜５４とを有している。
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、駆動部材２３１と、駆動部材２３１と支持部２２とを連結する１対の弾性部２３２１、２３２２で構成された第１の軸部材２３２と、駆動部材２３１と可動板２１とを連結する第２の軸部材２３３とを備えている。同様に、連結部２４は、駆動部材２４１と、駆動部材２４１と支持部２２とを連結する１対の弾性部２４２１、２４２２で構成された第１の軸部材２４２と、駆動部材２４１と可動板２１とを連結する第２の軸部材２４３とを備えている。
【００１８】
すなわち、基体２は、可動板２１と、支持部２２と、１対の駆動部材２３１、２４１と、１対の第１の軸部材２３２、２４２（すなわち、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２）と、１対の第２の軸部材２３３、２４３とを有している。
支持部２２は、非駆動時での可動板２１の平面視（以下、単に「可動板２１の平面視」ともいう）にて、枠状をなしており、その内側に、１対の第１の軸部材２３２、２４２と、１対の駆動部材２３１、２４１と、１対の第２の軸部材２３３、２４３と、可動板２１とが形成されている。
【００１９】
１対の駆動部材２３１、２４１は、それぞれ板状をなしており、互いに間隔を隔てて設けられている。このような駆動部材２３１は、支持部２２に対して回動可能となるように、１対の弾性部２３２１、２３２２（第１の軸部材２３２）を介して支持部２２に支持されている。同様に、駆動部材２４１は、支持部２２に対して回動可能となるように、１対の弾性部２４２１、２４２２（第１の軸部材２４２）を介して支持部２２に支持されている。なお、１対の駆動部材２３１、２４１は、互いに同一形状、同一寸法をなしている。また、１対の駆動部材２３１、２４１の形状は、支持部２２に対して回動可能であれば、特に限定されず、板状をなしていなくてもよい。
【００２０】
弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２のそれぞれは、弾性変形可能な長手形状をなし、回動中心軸Ｘと平行な方向へ延在している。このような弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２のうち、弾性部２３２１、２３２２（第１の軸部材２３２）は、駆動部材２３１を支持部２２に対して回動可能とするように、駆動部材２３１と支持部２２とを連結している。このような１対の弾性部２３２１、２３２２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に対して対称となるように設けられている。同様に、弾性部２４２１、２４２２（第１の軸部材２４２）は、駆動部材２４１を支持部２２に対して回動可能とするように、駆動部材２４１と支持部２２とを連結している。このような１対の弾性部２４２１、２４２２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に対して対称となるように設けられている。
このような弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２は、互いに同一形状、同一寸法ななしている。また、１対の弾性部２３２１、２３２２と、１対の弾性部２４２１、２４２２とは、可動板２１の平面視にて、可動板２１を中心として左右対称となるように設けられている。
【００２１】
ここで、弾性部２３２１の下面（すなわち、支持基板３と対向する面）には、図１に示すように、後述する突起６１が形成されており、この突起６１の先端は、後述する圧電素子５１の伸縮方向での一端と接合している。これと同様に、連結部２３２２の下面には、後述する突起６２が形成されており、この突起６２の先端は、後述する圧電素子５２の伸縮方向での一端と接合している。また、弾性部２４２１の下面には、後述する突起６３が形成されており、この突起６３の先端は、後述する圧電素子５３の伸縮方向での一端と接合している。また、弾性部２４２２の下面には、後述する突起６４が形成されており、この突起６４の先端は、後述する圧電素子５４の伸縮方向での一端と接合している。
【００２２】
１対の駆動部材２３１、２４１の間に形成された可動板２１は、板状をなしており、その上面（すなわち、支持基板３とは反対側の面）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は、第２の軸部材２３３を介して駆動部材２３１に支持され、第２の軸部材２４３を介して駆動部材２４１に支持されている。
第２の軸部材２３３、２４３のそれぞれは、弾性変形可能な長手形状をなしている。そして、第２の軸部材２３３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、第２の軸部材２４３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対の第２の軸部材２３３、２４３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、１対の駆動部材２３１、２４１および可動板２１のそれぞれが回動する。
【００２３】
このような基体２を備えるアクチュエータ１は、圧電素子５１、５２に互いに逆位相の電圧を印加することにより、１対の弾性部２３２１、２３２２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とともに、圧電素子５３、５４に互いに逆位相の電圧を印加することにより、弾性部２４２１、２４２２を互いに反対方向へ曲げ変形させて駆動部材２４１を回動中心軸Ｘまわりに回動させる。そして、このような１対の駆動部材２３１、２４１の回動によって、１対の第２の軸部材２３３、２４３を捩り変形させて可動板２１を回動中心軸Ｘまわりに回動させるように構成されている。このことから、基体２は、１対の第１の軸部材２３２、２４２（すなわち、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２）と１対の駆動部材２３１、２４１とで構成された第１の振動系と、１対の第２の軸部材２３３、２４３と可動板２１とで構成された第２の振動系を有していると言える。すなわち、アクチュエータ１は、第１の振動系と第２の振動系とからなる２自由度振動系を有している。
【００２４】
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、１対の第２の軸部材２３３、２４３と、１対の駆動部材２３１、２４１と、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２と、支持部２２とが一体的に形成されている。このように、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、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。
【００２５】
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、１対の第２の軸部材２３３、２４３と、１対の駆動部材２３１、２４１と、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２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、１対の第２の軸部材２３３、２４３と、１対の駆動部材２３１、２４１と、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２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。
【００２６】
以上のような基体２は、中間層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。支持基板３は、図２に示すように、その上面に凹部３１が形成されている。このような凹部３１を形成することで、可動板２１および駆動部材２３１、２４１が回動する際に、支持基板３に接触するのを防止することができる。
【００２７】
また、凹部３１の底面３１１は、平坦面をなしている。そして、底面３１１の突起６１と対向する部位には、圧電素子５１の伸縮方向での一端（すなわち、突起６１と接合している端とは、反対側の端）が接合されている。これと同様に、底面３１１の突起６２と対向する部位には、圧電素子５２の伸縮方向での一端が接合されており、また、底面３１１の突起６３と対向する部位には、圧電素子５３の伸縮方向での一端が接合されており、また、底面３１１の突起６４と対向する部位には、圧電素子５４の伸縮方向での一端が接合されている。
【００２８】
なお、支持基板３の形状については、基体２を支持することができれば、特に限定されない。例えば、図２中左右で分割する形状をなしていてもよい。また、１部材で構成されていなくてもよく、例えば、板状の部材と枠状の部材とを接合して支持基板３を形成してもよい。また、圧電素子５１〜５４が可動板２１の厚さ方向へ伸縮するように、圧電素子５１〜５４のそれぞれを底面３１１に接合することができれば、底面３１１の形状は、特に限定されず、例えば、底面３１１が全域にわたって平坦面で構成されていなくてもよい。
【００２９】
中間層４は、第１の中間層４１と第２の中間層４２とが積層した積層構造をなしている。このような第１の中間層４１および第２の中間層４２のそれぞれは、例えば、ガラス、シリコン、またはＳｉＯ２を主材料として構成されている。なお、このような中間層４としては、特に限定されず、例えば、単層からなるものであってもよいし、３層以上が積層してなるものであってもよい。また、中間層４を省略し、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。
以上のようなアクチュエータ１は、前述したように、圧電素子５１〜５４をそれぞれ伸縮させることで弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２をそれぞれ曲げ変形させ、それに伴い、可動板２１を回動させるように構成されている。
【００３０】
以下、圧電素子５１〜５４について説明するが、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、図２および図３のそれぞれに示すように、伸縮方向での一端が支持基板３の底面３１１に接合され、他端が弾性部２３２１の突起６１の先端に接合されている。すなわち、圧電素子５１は、通電により可動板２１の厚さ方向へ伸縮する。
【００３１】
圧電素子５１は、図４に示すように、平面視にて四角形状をなしており、圧電性を有する複数の圧電体層５１１と、各圧電体層５１１に電圧を印加するための複数の電極層５１２とが可動板２１の厚さ方向に交互に積層されている。すなわち、圧電素子５１は、図４にて上下方向に伸縮する積層型の圧電素子である。このような積層型の圧電素子である圧電素子５１は、駆動電圧を低減しつつ、変位量を大きくすることができる。
【００３２】
複数の圧電体層５１１は、隣接する圧電体層５１１の分極方向が互いに反対方向となるように形成されている。すなわち、複数の圧電体層５１１のうちの支持基板３の底面３１１側から奇数番目の圧電体層５１１の分極方向は、偶数番目の圧電体層５１１の分極方向と反対方向となっている。これにより、より確実に、駆動電圧を低減しつつ、圧電素子５１の変位量を大きくすることができる。なお、本明細書において、「分極方向」とは、圧電体層に電界も応力も加えない状態において、圧電体層の一方の面付近に正電荷、他方の面付近に負電荷が過剰に存在しているとき（自発分極または残留分極のとき）、圧電体層の負電荷が過剰に存在している面から、正電荷が過剰に存在している面へ向かう方向を言う。
【００３３】
そして、各電極層５１２は、隣接する圧電体層５１１同士の間に介挿されている。また、隣接する２つの電極層５１２が重なり領域（活性領域）をもつように複数の電極層５１２が形成されている。複数の電極層５１２のうち、底面３１１側から奇数番目の電極層５１２は、圧電素子５１の側面に設けられた共通電極５１３に接続しており、底面３１１側から偶数番目の電極層５１２は、圧電素子５１の側面であって共通電極５１３が設けられた面と対向する面に設けられた共通電極５１４に接続している。
【００３４】
そして、共通電極５１３と共通電極５１４との間に、図示しない電源回路により電圧を印加することにより、前記重なり領域にて各圧電体層５１１に電圧を印加することができる。その結果、各圧電体層５１１がその厚さ方向へ伸縮する。
なお、圧電素子５１の形状は、その伸縮方向での一端と突起６１の先端とを接合することができ、かつ、他端と底面３１１とを接合することができれば、特に限定されず、例えば、平面視形状が略円状であってもよいし、異形状であってもよい。
また、共通電極５１３、５１４は、圧電素子５１の側面に設けられていなくてもよく、例えば、底面３１１上に形成されていてもよい。また、共通電極５１３、５１４を省略し、底面３１１側から奇数番目の電極層５１２、および、偶数番目の電極層５１２のそれぞれと前記電源回路とを直接接続してもよい。
【００３５】
以上のような圧電素子５１の伸縮により発生する駆動力（以下、単に「圧電素子５１の駆動力」という）は、弾性部２３２１の突起６１に伝達される。すなわち、突起６１は、圧電素子５１の駆動力を弾性部２３２１に伝達する伝達点を構成している。
このように突起６１が伝達点を構成することで、圧電素子５１の配置が設計に対してずれてしまった場合でも、突起６１が所望の位置（設計位置）に形成されてさえいれば、圧電素子５１の駆動力を所望の大きさで、かつ、所望の位置で連結部２４に伝達することができる。その結果、連結部２４の曲げ変形量を所望の量とすることができる。
言い換えれば、突起６１が所望位置に形成されていれば、圧電素子５１の配置を高精度に調整しなくても、連結部２４の曲げ変形を所望のものとすることができる。
【００３６】
ここで、圧電素子５１の配置を高精度に調整し、弾性部２３２１に直接（すなわち、突起６１を介さずに）接合することによっても、連結部２４の曲げ変形を所望のものとすることができる。しかし、圧電素子５１の配置を高精度に調整することにより、実装時間の長時化および製造コストの高コスト化を招いてしまう。すなわち、圧電素子５１の配置を高精度に調整し、連結部２４に直接接合することは、製造工程および製造コストのそれぞれの面からみて極めて難しい。
【００３７】
これに対して、弾性部２３２１の所望の位置への突起６１の形成は、後述するような製造方法（すなわち、半導体プロセスのファトリソグラフィーなど）により極めて高精度にかつ容易に行うことができる。したがって、突起６１を形成し、突起６１と圧電素子５１とを接合することにより、アクチュエータ１の製造の容易化を図りつつ、上述した効果（すなわち、圧電素子５１の駆動力を所望の位置で弾性部２３２１に伝達することができ、弾性部２３２１の曲げ変形量を所望の量とすることができる効果）を容易に奏することができる。
【００３８】
このことは、弾性部２３２２、２４２１、２４２２についても同様であるため、弾性部２３２１と同様に弾性部２３２２、２４２１、２４２２の曲げ変形についても極めて容易に所望のものとすることができる。したがって、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２の曲げ変形量を極めて容易に互いに均一とすることができ、優れた回動特性を発揮することのできるアクチュエータ１を容易に提供することができる。また、アクチュエータ１を量産する場合などには、個体差を抑制することができ、信頼性および歩留まりを向上させることができる。
【００３９】
このような伝達点を構成する突起６１は、弾性部２３２１の下面に形成されている。すなわち、突起６１は、支持基板３へ向けて突出するように形成されている。この突起６１は、平面視にて四角形状をなしており、弾性部２３２１の長手方向での可動板２１側の端部で、かつ、弾性部２３２１の幅方向での両端部を除く中央部に形成されている。
このように、突起６１を弾性部２３２１の長手方向での可動板２１側の端部に形成することにより、弾性部２３２１の曲げ変形の応答性を向上させることができる。すなわち、駆動部材２３１をより高速で回動させ、それに伴い、可動板２１をより高速で回動させることができる。
【００４０】
なお、突起６１の形成位置は、圧電素子５１の駆動力を弾性部２３２１に伝達することができれば、特に限定されず、例えば、弾性部２３２１の長手方向での支持部２２側の端部に形成されていてもよいし、また、長手方向での中央部に形成されていてもよい。突起６１が弾性部２３２１の長手方向での支持部２２側の端部に形成されている場合には、弾性部２３２１を大きく曲げ変形させることができる。
【００４１】
また、突起６１を弾性部２３２１の幅方向での両端部を除いた中央部に形成することで、突起６１の平面視での面積を小さくすることができ、圧電素子５１の駆動力を伝達する伝達点の位置をより正確に規定することができる。なお、突起６１の配置は、圧電素子５１の駆動力を弾性部２３２１に伝達することができれば、特に限定されず、例えば、弾性部２３２１の幅方向の全域にわたって延在するように配置されていてもよいし、また、幅方向の一方の端部に配置されていてもよい。
【００４２】
また、突起６１の先端は、可動板２１の平面視にて、圧電素子５１の突起６１と接合している面よりも小さく形成されており、この突起６１は、その先端の全域が含まれるように圧電素子５１と接合している。すなわち、可動板２１の平面視にて、突起６１よりも大きく形成した圧電素子５１を用いており、これにより、圧電素子５１を高精度に配置しなくても、圧電素子５１の伸縮方向での一端面と突起６１の先端の全域とを容易に接合することができる。このように、突起６１の先端の全域が圧電素子５１に接合することによって、圧電素子５１の駆動力を所望の大きさで、かつ、所望の位置で連結部２４に伝達することができる。その結果、連結部２４の曲げ変形量を所望の量とすることができる。
【００４３】
また、突起６１は、平面視形状が四角形以外の多角形状をなすものであってもよく、また、略円形をなすものであってもよく、また、異形状をなしているものであってもよい。また、例えば、突起６１の横断面積が基端から先端に向けて漸減しているものであってもよいし、漸増しているものであってもよい。
このような突起６１は、図２および図３のそれぞれに示すように、基端部６１１と先端部６１２とで構成されている。本実施形態では、基端部６１１はＳｉＯ２を主材料として構成されており、先端部６１２は、Ｓｉを主材料として構成されている。このような材料により突起６１を構成することにより、後述する製造方法にてアクチュエータ１を製造する場合などにおいて、極めて容易にかつ正確に突起６１を所望の位置に形成することができる。なお、突起６１の構成材料としては、圧電素子５１の駆動力を弾性部２３２１に伝達することができれば、特に限定されない。
【００４４】
そして、このような突起６１の先端と圧電素子５１の伸縮方向での一端とが接合している。このように突起６１と圧電素子５１とを接合することにより、圧電素子５１の駆動力をより確実に弾性部２３２１に伝達することができる。また、突起６１と圧電素子５１とを接合することで、通電により圧電素子５１を伸張させた場合に、弾性部２３２１を図２にて上方向（すなわち支持基板３と離間する方向）へ曲げ変形させることができるのはもちろんのこと、圧電素子５１を収縮させた場合に、弾性部２３２１を図２にて下方向（すなわち、支持基板と接近する方向）へ曲げ変形させることができる。これにより、圧電素子５１を伸縮させることで、弾性部２３２１を回動中心軸Ｘに対して対称的に曲げ変形させることができる。弾性部２３２２、２４２１、２４２２についても同様であるため、このような構成とすることにより、アクチュエータ１の駆動時にて、可動板２１の回動中心軸Ｘを一定に保つことが容易となる。すなわち、アクチュエータ１の回動特性が向上する。なお、突起６１の先端と圧電素子５１の伸縮方向での一端とは、接合していなくてもよい。
【００４５】
以上のような構成のアクチュエータ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、互いに位相の１８０°ずれた電圧を圧電素子５１、５３と圧電素子５２、５４とに印加する。すると、圧電素子５１、５３を伸張状態とするとともに、圧電素子５２、５４を収縮状態とする状態と、圧電素子５１、５３を収縮状態とするとともに、圧電素子５２、５４を伸長状態とする状態とを交互に繰り返す。
【００４６】
すなわち、弾性部２３２１と弾性部２４２１とを上方向（支持基板３と離間する方向）へ曲げ変形させるとともに、弾性部２３２２と弾性部２４２２とを下方向（支持基板３と接近する方向）へ曲げ変形させる状態と、弾性部２３２１と弾性部２４２１とを下方向へ曲げ変形させるとともに、弾性部２３２２と弾性部２４２２とを上方向へ曲げ変形させる状態とを交互に繰り返す。
このように、弾性部２３２１、２３２２を互いに反対方向へ曲げ変形させることで駆動部材２３１を回動させ、これと同時に、弾性部２４２１、２４２２を互いに反対方向へ曲げ変形させることで駆動部材２４１を回動させ、それに伴い、１対の第２の軸部材２３３、２４３を捩り変形させて、可動板２１を回動中心軸Ｘまわりに回動させる。
【００４７】
以上のように、アクチュエータ１は、圧電素子５１〜５４により駆動力を得るため、低電圧駆動であっても比較的大きな駆動力で駆動することができる。そのため、低電圧駆動であっても、１対の第１の軸部材２３２、２４２、および、１対の第２の軸部材２３３、２４３のそれぞれのバネ定数（捩り剛性）を高めて、アクチュエータ１を高周波で駆動することができる。
【００４８】
なお、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れば、圧電素子５１〜５４に印加する電圧の波形などは、特に限定されない。例えば、圧電素子５１、５３にのみ電圧を印加している状態と、圧電素子５２、５４にのみ電圧を印加している状態とを交互に繰り返すことによっても可動板２１を回動させることができる。また、２自由度振動系の共振を利用した共振駆動も可能である。
以上のようなアクチュエータ１は、例えば、次のように製造することができる。
【００４９】
図６および図７は、それぞれ、本発明の製造法方を説明するための図（図１中Ａ−Ａ線縦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。また、説明の便宜上、圧電素子５１〜５４および突起６１〜６４の製造工程は互いに同様であるため、圧電素子５１および突起６１について代表して説明し、圧電素子５２〜５４および突起６２〜６４については、その説明を省略する。
アクチュエータ１の製造方法としては、［Ａ１］突起６１を弾性部２３２１に形成する第１の工程と、［Ａ２］圧電素子５１の伸縮方向での一端が突起６１と接触（接合）するように圧電素子５１を配置する第２の工程とを含んでいる。
【００５０】
［Ａ１］まず、図６（ａ）に示すように、基体２と突起６１と中間層４とを形成するためのＳＯＩ基板７を用意する。このようなＳＯＩ基板７は、Ｓｉ層７１と、ＳｉＯ２層７２と、Ｓｉ層７３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７１の上面に、可動板２１と、第２の軸部材２３３、２４３と、駆動部材２３１、２４１と、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２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８１を形成するとともに、Ｓｉ層７３の下面に、中間層４と、突起６１との平面視形状に対応する形状をなすレジストマスク８２を形成する。
【００５１】
次に、レジストマスク８１を介して、Ｓｉ層７１をエッチングする。その後、レジストマスク８１を除去する。これにより、図６（ｃ）に示すように、可動板２１と、第２の軸部材２３３、２４３と、駆動部材２３１、２４１と、弾性部２３２１、２３２２、２４２１、２４２２と、支持部２２とが一体的に形成されたＳｉ層７１が得られる。なお、このとき、ＳｉＯ２層７２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。
【００５２】
次に、レジストマスク８２を介してＳｉ層７３をエッチングする。その後、レジストマスク８２を除去する。これにより、図６（ｄ）に示すように、突起６１の先端部６１２と第２の中間層４２とが形成されたＳｉ層７３が得られる。このとき、ＳｉＯ２層７２は、エッチングのストップ層として機能する。
次に、突起６１と第１の中間層４１の平面視形状に対応する部分を除いて、ＳｉＯ２層７２を除去することで、図６（ｅ）に示すように、突起６１の基端部６１１および中間層４１が形成されたＳｉＯ２層７２を得ることができる。すなわち、弾性部２３２１と一体的に形成された突起６１と、支持部２２と一体的に形成された中間層４とが得られる。
【００５３】
次に、図６（ｆ）に示すように、可動板２１の上面に、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。以上より、基体２と、突起６１〜６４と、中間層４とが一体的に形成された積層体（ＳＯＩ基板７）が得られる。
【００５４】
［Ａ２］次に、図７（ａ）に示すように、支持基板３を形成するためのシリコン基板７４を用意する。そして、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板７４の上面に、凹部３１の平面視形状に対応する形状をなすレジストマスク８３を形成する。そして、このレジストマスク８３を介して、シリコン基板７４をその厚さ方向での途中までエッチングし、その後レジストマスク８３を除去することにより、図７（ｃ）に示すように、凹部３１が形成されたシリコン基板７４（支持基板３）が得られる。
【００５５】
次に、前述したような、積層構造を有する圧電素子５１〜５４をそれぞれ用意し、図７（ｄ）に示すように、凹部３１の底面３１１の弾性部２３２１に対応する部位に圧電素子５１の伸縮方向での一端を接合する。なお、圧電素子５１と底面３１１（シリコン基板７４）との接合方法としては、特に限定されず、圧電素子５１と底面３１１とを直接接合してもよいし、接着剤などの別部材を介して接合してもよい。圧電素子５１と底面３１１とを直接接合する場合には、例えば、表面活性化接合などの方法を用いることができる。
【００５６】
次に、工程［Ａ１］で得られたＳＯＩ基板７の下面（すなわち、Ｓｉ層７３）とシリコン基板７４とを接合する。具体的には、第２の中間層４２の下面とシリコン基板７４の上面とを接合するとともに、突起６１の先端と圧電素子５１の伸縮方向での一端（図７中、上端）とを接合する。突起６１と圧電素子５１との接合方法としては、特に限定されず、例えば、表面活性化接合などを用いて直接接合するものであってもよく、また、接着剤などの別部材を介して接合するものであってもよい。以上の様にして、図７（ｅ）に示すように、アクチュエータ１を製造することができる。
【００５７】
すなわち、以上説明したような本発明の製造方法は、［Ａ１］圧電素子５１の伸縮により発生する駆動力を弾性部２３２１（連結部２３）に伝達するための伝達点を構成する突起６１を弾性部２３２１の回動中心軸Ｘから離間した位置に形成する第１の工程と、［Ａ２］圧電素子５１の伸縮方向での一端と突起６１とが接触（接合）するように圧電素子５１を配置する第２の工程とを含んでいる。
【００５８】
このように、まず、弾性部２３２１に突起６１を形成してから、圧電素子５１を突起６１に接合することで、圧電素子５１の配置が設定位置に対してずれてしまった場合であっても、弾性部２３２１に圧電素子５１の駆動力を伝達する突起６１が所望の位置に形成されてさえいれば、圧電素子５１の駆動力を所望の大きさ、かつ、所望の位置で弾性部２３２１に伝達することができ、弾性部２３２１の曲げ変形量を所望の量とすることができる。
【００５９】
ここで、前述したように、突起６１を弾性部２３２１の所望の位置に形成することは、圧電素子５１の配置などを微細に調整して圧電素子５１と弾性部２３２１とを直接接合することに比べ、極めて容易である。そのため、本発明のように突起６１を弾性部２３２１に形成し、その後、突起６１の先端と圧電素子５１の伸縮方向での一端とを接合することにより、極めて容易に、圧電素子５１の駆動力を所望の大きさ、かつ、所望の位置で弾性部２３２１に伝達することができ、弾性部２３２１の曲げ変形量を所望の量とすることができる。
【００６０】
さらに、工程［Ａ１］では、ＳＯＩ基板７を用意する工程と、ＳＯＩ基板７の一方のＳｉ層７１をエッチングすることで弾性部２３２１（連結部２３）を形成するとともに、他方のＳｉ層７３およびＳｉＯ２層７２をエッチングすることで突起６１を形成する工程とが含まれている。このように、ＳＯＩ基板７をその厚さ方向での両面からエッチングすることで、突起６１と弾性部２３２１とを一体的に形成することができ、極めて容易にかつ極めて高精度に突起６１を弾性部２３２１に形成することができる。これにより、アクチュエータ１の製造の容易化を図りつつ、アクチュエータ１の回動特性を優れたものとすることができる。
【００６１】
なお、突起６１を所望の位置に形成することができれば、突起６１の形成方法は、特に限定されず、例えば、弾性部２３２１とは、別体として形成された部材（例えば、半田ボールなど）を弾性部２３２１に固着することにより突起６１を形成してもよいし、また、１つのシリコン層をエッチングすることで、弾性部２３２１と突起６１とを一体的に形成してもよい。
【００６２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のアクチュエータの第２実施形態について説明する。
図８は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、図８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。
【００６３】
以下、第２実施形態のアクチュエータ１Ａについて、前述した第１実施形態のアクチュエータ１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。また、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本発明の第２実施形態にかかるアクチュエータ１Ａは、可動板２１と支持部２２とを連結する連結部２５Ａの構成と、突起６１および圧電素子５１の配置とが異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータ１とほぼ同様である。
【００６４】
すなわち、連結部２５Ａは、可動板２１の平面視にて、可動板２１の外周を囲むように形成された略「コ」の字状をなす駆動部材２５１Ａと、駆動部材２５１Ａと支持部２２とを連結する１対の第１の軸部材２５２Ａ、２５３Ａと、駆動部材２５１Ａと可動板２１とを連結する１対の第２の軸部材２５４Ａ、２５５Ａとを有している。そして、突起６１が駆動部材２５１Ａの下面に形成されており、圧電素子５１の伸縮方向での一端が突起６１に接合するように設けられている。
【００６５】
駆動部材２５１Ａは、可動板２１の平面視にて、略「コ」の字状をなしており、その内側に可動板２１が設けられている。このような駆動部材２５１Ａは、１対の第１の軸部材２５２Ａ、２５３Ａを介して支持部２２に支持されている。
１対の第１の軸部材２５２Ａ、２５３Ａは、それぞれ長手形状をなしており、弾性変形可能である。そして、第１の軸部材２５２Ａは、駆動部材２５１Ａを支持部２２に対して回動可能とするように、図８中の左側にて駆動部材２５１Ａと支持部２２とを連結している。同様に、第１の軸部材２５３Ａは、駆動部材２５１Ａを支持部２２に対して回動可能とするように、図８中の右側にて駆動部材２５１Ａと支持部２２とを連結している。このような１対の第１の軸部材２５２Ａ、２５３Ａは、互いに同軸的に設けられている。
【００６６】
１対の第２の軸部材２５４Ａ、２５５Ａは、それぞれ長手形状をなしており、弾性変形可能である。そして、第２の軸部材２５４Ａは、可動板２１を駆動部材２５１Ａに対して回動可能とするように、図８中の左側にて可動板２１と駆動部材２５１Ａとを連結している。同様に、第２の軸部材２５５Ａは、可動板２１を駆動部材２５１Ａに対して回動可能とするように、図８中の右側にて可動板２１と駆動部材２５１Ａとを連結している。このような１対の第２の軸部材２５４Ａ、２５５Ａは、互いに同軸的に設けられており、かつ、１対の第１の軸部材２５２Ａ、２５３Ａとも同軸的に設けられている。そして、この軸（回動中心軸Ｘ）を中心として可動板２１および駆動部材２５１Ａのそれぞれが回動する。
【００６７】
突起６１は、可動板２１の平面視にて、可動板２１の中央部を通り回動中心軸Ｘに対して直角な線分上に形成されている。そして、このような突起６１の先端は、圧電素子５１の伸縮方向での一端と接合している。
このようなアクチュエータ１Ａは、通電により圧電素子５１を伸縮させることで、１対の第１の軸部材２５２Ａ、２５３Ａを捩れ変形させつつ駆動部材２５１を回動させ、それに伴い、１対の第２の軸部材２５４Ａ、２５５Ａを捩れ変形させて可動板２１を回動させるように構成されている。
【００６８】
このように、可動板２１の平面視にて、駆動部材２５１Ａの可動板２１の中央部を通り回動中心軸Ｘに対して直角な線分上に突起６１を形成することにより、１つの突起６１と、その突起６１に接合する１つの圧電素子５１とで、回動中心軸を一定に保ちつつ、可動板２１を回動させることができる。そのため、アクチュエータ１の製造コストの削減を図ることができる。
【００６９】
また、突起６１は、駆動部材２５１Ａの回動中心軸Ｘから遠位に位置する部位に形成されているため、駆動部材２５１Ａの回動の応答性を向上させることができる。これにより、可動板２１の回動の応答性も向上させることができるため、可動板２１をより高速で回動させることができる。
以上、第２実施形態について説明したが、駆動部材２５１Ａの形状については、特に限定されず、例えば、Ｕ字状をなしていてもよく、枠状をなしていてもよい。
【００７０】
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
以上説明したような本発明のアクチュエータは、光反射部を備えているため、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。
【００７１】
本発明の光スキャナは、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、前述した実施形態と同様であるため、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。その結果、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。
【００７２】
ここで、図９に基づき、画像形成装置の一例として、本発明のアクチュエータ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。なお、説明の便宜上、図９中に示すスクリーン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（画像形成装置）９は、レーザーなどの光を照出する光源装置９１と、クロスダイクロイックプリズム（Ｘプリズム）９２と、１対の本発明の光スキャナ９３、９４と、固定ミラー９５とを有している。
【００７３】
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。
クロスダイクロイックプリズム９２は、４つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、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。
【００７４】
このようなプロジェクタ９は、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、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クロスダイクロイックプリズム９２で合成し、この合成された光を１対の光スキャナ９３、９４によって２次元的に走査し、さらに固定ミラー９５によって反射することで、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。
【００７５】
ここで、光スキャナ９３、９４での光走査について説明する。
まず、クロスダイクロイックプリズム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。
【００７６】
なお、光スキャナ９３、９４のうちの少なくとも一方の光スキャナを本発明の光スキャナとすればよく、例えば、一方の光スキャナに換えてガルバノミラーなどを用いて光を２次元的に走査してもよい。
また、スクリーンＳは、プロジェクタ９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）に光源装置９１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）に光源装置９１からの光を照射し表面に透過させ表示してもよい。
また、固定ミラー９５は、省略してもよい。
【００７７】
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。
【００７８】
また、本発明のアクチュエータの構成は、可動板の回動中心軸から離間した位置に圧電素子の伸縮により発生する駆動力を連結部に伝達するための伝達点を構成する突起が、連結部に形成されており、その突起が圧電素子の伸縮方向での一端と接触していれば、前述した実施形態に限定されない。
例えば、図１０に示すようなアクチュエータ１Ｂであってもよい。なお、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
具体的には、アクチュエータ１Ｂは、可動板２１と、支持部２２と、可動板２１をその両側で支持部２２と連結する１対の連結部２６Ｂ、２７Ｂを有している。
【００７９】
連結部２６Ｂは、板状の駆動部材２６１Ｂと、駆動部材２６１Ｂと支持部２２とを連結する弾性変形可能な第１の軸部材２６２Ｂと、駆動部材２６１Ｂと可動板２１とを連結する弾性変形可能な第２の軸部材２６３Ｂとを備えており、駆動部材２６１Ｂの下面には、回動中心軸Ｘから離間した位置で、かつ、回動中心軸Ｘを介して互いに対向するように１対の突起６１、６２が形成されている。そして、圧電素子５１が、その伸縮方向での一端で突起６１の先端と接合するように配置されており、圧電素子５２が、その伸縮方向での一端で突起６２の先端と接合するように配置されている。
【００８０】
同様に、連結部２７Ｂは、板状の駆動部材２７１Ｂと、駆動部材２７１Ｂと支持部２２とを連結する弾性変形可能な第１の軸部材２７２Ｂと、駆動部材２７１Ｂと可動板２１とを連結する弾性変形可能な第２の軸部材２７３Ｂとを備えており、駆動部材２７１Ｂの下面には、回動中心軸Ｘから離間した位置で、かつ、回動中心軸Ｘを介して互いに対向するように１対の突起６３、６４が形成されている。そして、圧電素子５３が、その伸縮方向での一端で突起６３の先端と接合するように配置されており、圧電素子５４が、その伸縮方向での一端で突起６４の先端と接合するように配置されている。
【００８１】
このようなアクチュエータ１Ｂは、例えば、圧電素子５１、５３を伸張状態とするとともに、圧電素子５２、５４を収縮状態とする状態と、圧電素子５１、５３を収縮状態とするとともに、圧電素子５２、５４を伸張状態とする状態とを交互に繰り返すことにより、可動板２１を回動中心軸Ｘまわりに回動させるように構成されている。このようなアクチュエータ１Ｂであっても、本発明の効果を奏することができる。
【００８２】
また、図１１に示すようなアクチュエータ１Ｃであってもよい。なお、図１１にて、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
具体的には、アクチュエータ１Ｃは、可動板２１と、可動板２１の外周を囲むように形成された枠状の駆動部材２８１Ｃと、支持部２２と、支持部２２と駆動部材２８１Ｃとを連結する弾性変形可能な１対の第１の軸部材２８２Ｃ、２８３Ｃと、駆動部材２８１Ｃと可動板２１とを連結する弾性変形可能な１対の第２の軸部材２８４Ｃ、２８５Ｃとを有している。
【００８３】
そして、駆動部材２８１Ｃには、可動板２１の平面視にて、可動板２１の中央部を通り、回動中心軸Ｘに対して直交する線分上であって、回動中心軸Ｘに対して互いに対向する部位に、１対の突起６１、６２が形成されている。そして、圧電素子５１が、その伸縮方向での一端で突起６１の先端と接合するように配置されており、圧電素子５２が、その伸縮方向での一端で突起６２の先端と接合するように配置されている。
【００８４】
このようなアクチュエータ１Ｃは、例えば、圧電素子５１を伸張状態とするとともに、圧電素子５２を収縮状態とする状態と、圧電素子５１を収縮状態とするとともに、圧電素子５２を伸張状態とする状態とを交互に繰り返すことにより、可動板２１を回動中心軸Ｘまわりに回動させるように構成されている。このようなアクチュエータ１Ｃであっても、本発明の効果を奏することができる。
【００８５】
なお、前述した実施形態では、可動板をその両側から支持するように形成されたものについて説明したが、可動板を回動させることができれば、これに限定されず、可動板をその片側から支持するように形成されているものであってもよい。具体的には、図１２に示すようなアクチュエータ１Ｄのような構成をなしていてもよい。なお、図１２にて、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。
【００８６】
アクチュエータ１Ｄは、可動板２１と、支持部２２と、可動板２１を片持ち支持するように可動板２１と支持部２２とを連結する連結部２３とを有している。そして、連結部２３は、板状の駆動部材２３１と、支持部２２と駆動部材２３１とを連結する弾性変形可能な１対の弾性部２３２１、２３２２で構成された第１の軸部材２３２と、駆動部材２３１と可動板２１とを連結する第２の軸部材２３３とを有している。
【００８７】
そして、弾性部２３２１には突起６１が形成されており、圧電素子５１がその伸縮方向での一端で突起６１の先端と接合するように設けられている。同様に、弾性部２３２２には突起６２が形成されており、圧電素子５２がその伸縮方向での一端で突起６２の先端と接合するように設けられている。
このようなアクチュエータ１Ｄは、例えば、圧電素子５１を伸張状態とするとともに、圧電素子５２を収縮状態とする状態と、圧電素子５１を収縮状態とするとともに、圧電素子５２を伸張状態とする状態とを交互に繰り返すことにより、可動板２１を回動中心軸Ｘまわりに回動させるように構成されている。このようなアクチュエータ１Ｄであっても、本発明の効果を奏することができる。
また、前述した実施形態では、可動板を中心として対称的に形成されたアクチュエータについて説明したが、これに限定されず、非対称であってもよい。
また、前述した実施形態では、積層構造を有する圧電素子を用いたアクチュエータについて説明したが、これに限定されず、単層構造をなす圧電素子であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】圧電素子を説明するための部分断面斜視図である。
【図５】図１に示すアクチュエータの駆動電圧の電圧波形の一例を示す図である。
【図６】図１中に示すアクチュエータの製造方法を説明するための図である。
【図７】図１中に示すアクチュエータの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。
【図９】本発明の画像形成装置を説明するための概略図である。
【図１０】本発明のアクチュエータの別実施形態を示す上面図である。
【図１１】本発明のアクチュエータの別実施形態を示す上面図である。
【図１２】本発明のアクチュエータの別実施形態を示す上面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ‥‥‥アクチュエータ  ２‥‥‥基体  ２１‥‥‥可動板  ２１１‥‥‥光反射部  ２２‥‥‥支持部  ２３、２４、２５Ａ、２６Ｂ、２７Ｂ‥‥‥連結部  ２３１、２４１、２５１Ａ、２６１Ｂ、２７１Ｂ、２８１Ｃ‥‥‥駆動部材  ２３２、２４２、２５２Ａ、２５３Ａ、２６２Ｂ、２７２Ｂ、２８２Ｃ、２８３Ｃ‥‥‥第１の軸部材  ２３２１、２３２２、２４２１、２４２２‥‥‥弾性部  ２３３、２４３、２５４Ａ、２５５Ａ、２６３Ｂ、２７３Ｂ、２８４Ｃ、２８５Ｃ‥‥‥第２の軸部材  ３‥‥‥支持基板  ３１‥‥‥凹部  ３１１‥‥‥底面  ４‥‥‥中間層  ４１‥‥‥第１の中間層  ４２‥‥‥第２の中間層  ５１〜５４‥‥‥圧電素子  ５１１‥‥‥圧電体層  ５１２‥‥‥電極層  ５１３、５１４‥‥‥共通電極  ６１〜６４‥‥‥突起  ６１１‥‥‥基端部  ６１２‥‥‥先端部  ７‥‥‥ＳＯＩ基板  ７１、７３‥‥‥Ｓｉ層  ７２‥‥‥ＳｉＯ２層  ７４‥‥‥シリコン基板  ８１〜８３‥‥‥レジストマスク  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‥‥‥クロスダイクロイックプリズム（Ｘプリズム）  ９３、９４‥‥‥光スキャナ  ９５‥‥‥固定ミラー  Ｓ‥‥‥スクリーン  Ｘ‥‥‥回動中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008129280.tif 000011
【図１０】
2008129280.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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