(57)【要約】【課題】低コスト化を図りつつ、温度変化による影響を受けることなく、質量部の挙動を高精度に検知することができるアクチュエータ、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】本発明のアクチュエータ１は、圧電素子３１〜３４の作動により、第１の弾性部２６、２７を捩れ変形させながら第１の質量部２１、２２を回動させ、これに伴い、第２の弾性部２８、２９を捩れ変形させながら第２の質量部２５を回動させるように構成されたものであって、第２の質量部２５の挙動を検知する挙動検知手段は、第２の質量部２５の回動に伴う第２の質量部２５の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子８を備え、振動検知素子８の検知結果に基づいて、第２の質量部２５の挙動（振動数）を検知するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
弾性変形可能な少なくとも１つの弾性部を備え、前記支持部に対して前記質量部を回動可能に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記連結部の前記弾性部を捩れ変形させながら、前記質量部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、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、前記質量部の回動に伴う前記質量部の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子を備え、該振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記質量部は、板状をなしており、その平面視にて、前記振動検知素子は、前記質量部と重ならない位置に設けられている請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記質量部は、その回動中心軸に直角な方向に延在する長手形状をなしており、前記振動検知素子は、前記質量部の平面視にて、前記質量部の長手方向での端面に対向している請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記質量部には、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３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記質量部の回動駆動のための駆動力を発生させる圧電素子を備えている請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記質量部と前記連結部と前記振動検知素子とを収容するハウジングを有している請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記ハウジンクの内壁には、前記気体の振動を吸収する振動吸収部が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】
前記ハウジンク内は、気密空間である請求項６または７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記振動検知素子は、前記ハウジングに支持されている請求項６ないし８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記ハウジングから前記振動検知素子への振動の伝達を阻止する阻止部材を有する請求項９に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記挙動検知手段は、前記振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の振動数を検知するように構成されている請求項１ないし１０のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記挙動検知手段は、前記振動検知素子によって検知される振動の振動数の１／２を前記質量部の回動の振動数として求める演算回路を備える請求項１１に記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記演算回路は、前記振動検知素子の出力値が設定値以上であるときにｈｉｇｈ信号を出力し、前記振動検知素子の出力値が前記設定以下であるときにｌｏｗ信号を出力する矩形波生成回路と、該矩形波生成回路の出力がｌｏｗ信号からｈｉｇｈ信号に切り換わるタイミングでｈｉｇｈ信号とｌｏｗ信号とを交互に出力するフリップフロップ回路と、一定時間毎にパルスを発信するパルス発信回路と、前記フリップフロップ回路の出力がｈｉｇｈ信号であるときのパルス発信回路のパルス数をカウントすることにより、前記質量部の回動の振動数を算出するカウント回路とを備えている請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
光反射性を有する光反射部を備えた質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
弾性変形可能な弾性部を備え、前記支持部に対して前記質量部を回動可能に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記連結部の前記弾性部を捩れ変形させながら、前記質量部を回動させ、前記光反射部で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、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、前記質量部の回動に伴う前記質量部の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子を備え、該振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とする光スキャナ。
【請求項１５】
光反射性を有する光反射部を備えた質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
弾性変形可能な弾性部を備え、前記支持部に対して前記質量部を回動可能に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記連結部の前記弾性部を捩れ変形させながら、前記質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナを備え、該光スキャナが光を主走査または副走査することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、前記質量部の回動に伴う前記質量部の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子を備え、該振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成され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、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】
近年、マイクロマシニング技術を用いて形成された捩り振動子を備えるアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。かかるアクチュエータは、例えば、レーザープリンタやディスプレイなどの光走査を行うための光スキャナとして用いることができる。
例えば、特許文献１には、１自由度振動系の捩り振動子を備えるアクチュエータが開示されている。このようなアクチュエータは、１自由度振動系の捩り振動子として、ミラー（質量部）をトーションバーにより支持した構造体を有している。この構造体は、Ｓｉ単結晶基板を加工することにより得られる。そして、ミラーに対し間隔を隔てて電極が設けられており、この電極とミラーとの間に電圧（駆動電圧）を印加することにより、これらの間に静電引力を生じさせ、トーションバーを捩れ変形させながらミラーを回動させる。
【０００３】
また、かかるアクチュエータにあっては、トーションバー上に、ｐ型の拡散抵抗が形成されている。そして、拡散抵抗に電圧を印加しつつ、トーションバーを捩れ変形による拡散抵抗での電圧値を検知する。この検知結果に基づき、拡散領域の比抵抗値の変化量を検知し、その結果に基づき、ミラーの回動角を検知する。このような検知結果に基づいてミラーを回動駆動することにより、ミラーの挙動（例えばミラーの回動角や振動の周波数）を所望のものとすることができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１にかかるアクチュエータにあっては、拡散抵抗の温度変化（特に昇温）により、拡散抵抗値が変化してしまうため、正確に質量部の挙動を検知することが難しい。このような温度変化は、例えば、ミラーで反射し切れなかった光によるミラーの発熱によって生じる。また、駆動方式として、前述した静電駆動方式に代えて圧電駆動方式を用いると、駆動用の圧電素子が発熱するため、その熱によっても、前述したような温度変化が生じる。
また、前述したような拡散抵抗を形成するに際し、その形成位置が設定位置から僅かでもずれてしまうと、得られるアクチュエータは、質量部の挙動を高精度に検知することが難しい。したがって、拡散抵抗の形成には、高精度を要するため、高精度な加工技術が必要であり、アクチュエータの高コスト化を招くという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１１９２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、低コスト化を図りつつ、温度変化による影響を受けることなく、質量部の挙動を高精度に検知することができるアクチュエータ、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】
【０００７】
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、質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
弾性変形可能な少なくとも１つの弾性部を備え、前記支持部に対して前記質量部を回動可能に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記連結部の前記弾性部を捩れ変形させながら、前記質量部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、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、前記質量部の回動に伴う前記質量部の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子を備え、該振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の挙動を検知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、温度変化による影響を受けることなく、質量部の挙動を高精度に検知することができる。このような挙動検知手段は、振動検知素子の取り付け位置による検知精度の変動が生じない。したがって、製造工程の簡略化を図ることができ、アクチュエータの低コスト化を図ることができる。
【０００８】
本発明のアクチュエータでは、前記質量部は、板状をなしており、その平面視にて、前記振動検知素子は、前記質量部と重ならない位置に設けられていることが好ましい。
これにより、振動検知素子が質量部の回動を阻害することなく、振動検知素子と質量部との間の距離を小さくすることができる。そのため、振動検知素子の出力信号を大きくして、質量部の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータでは、前記質量部は、その回動中心軸に直角な方向に延在する長手形状をなしており、前記振動検知素子は、前記質量部の平面視にて、前記質量部の長手方向での端面に対向していることが好ましい。
これにより、振動検知素子の受ける振動を大きくすることができる。そのため、振動検知素子の出力信号を大きくして、質量部の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
【００１０】
本発明のアクチュエータでは、前記質量部には、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、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本発明を適用することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記駆動手段は、前記質量部の回動駆動のための駆動力を発生させる圧電素子を備えていることが好ましい。
これにより、駆動電圧を抑えつつ駆動力を大きくすることができる。圧電素子はその駆動に伴って発熱するが、挙動検知手段は温度変化の影響を受けないため、このような駆動手段を有するアクチュエータに本発明を適用すると、効果が顕著となる。
【００１１】
本発明のアクチュエータでは、前記質量部と前記連結部と前記振動検知素子とを収容するハウジングを有していることが好ましい。
これにより、振動検知素子は、アクチュエータの外部の影響を受けることなく、質量部の回動に伴う気体の振動を検知することができる。その結果、質量部の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明のアクチュエータでは、前記ハウジングの内壁には、前記気体の振動を吸収する振動吸収部が設けられていることが好ましい。
これにより、ハウジングの内壁面で気体の振動（音波）が反射して振動検知素子に影響を与えるのを防止することができる。その結果、質量部の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
【００１３】
本発明のアクチュエータでは、前記ハウジング内は、気密空間であることが好ましい。
これにより、ハウジング内の気体の密度を一定に保つことができる。その結果、質量部が安定して回動するとともに、振動検知素子の検知結果の不本意な変動を防止することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記振動検知素子は、前記ハウジングに支持されていることが好ましい。
これにより、振動検知素子に対する質量部自体の振動の影響を防止することができる。
【００１４】
本発明のアクチュエータでは、前記ハウジングから前記振動検知素子への振動の伝達を阻止する阻止部材を有することが好ましい。
これにより、振動検知素子に対する質量部自体の振動の影響をより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、前記挙動検知手段は、前記振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の振動数を検知するように構成されていることが好ましい。
これにより、質量部の振動数を高精度に検知することができる。
【００１５】
本発明のアクチュエータでは、前記挙動検知手段は、前記振動検知素子によって検知される振動の振動数の１／２を前記質量部の回動の振動数として求める演算回路を備えることが好ましい。
これにより、質量部の振動数を高精度に検知することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記演算回路は、前記振動検知素子の出力値が設定値以上であるときにｈｉｇｈ信号を出力し、前記振動検知素子の出力値が前記設定以下であるときにｌｏｗ信号を出力する矩形波生成回路と、該矩形波生成回路の出力がｌｏｗ信号からｈｉｇｈ信号に切り換わるタイミングでｈｉｇｈ信号とｌｏｗ信号とを交互に出力するフリップフロップ回路と、一定時間毎にパルスを発信するパルス発信回路と、前記フリップフロップ回路の出力がｈｉｇｈ信号であるときのパルス発信回路のパルス数をカウントすることにより、前記質量部の回動の振動数を算出するカウント回路とを備えていることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、質量部の振動数を高精度に検知することができる。
【００１６】
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質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
弾性変形可能な弾性部を備え、前記支持部に対して前記質量部を回動可能に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記連結部の前記弾性部を捩れ変形させながら、前記質量部を回動させ、前記光反射部で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、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、前記質量部の回動に伴う前記質量部の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子を備え、該振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の挙動を検知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、光反射部で反射しきれず生じた熱により質量部に温度変化が生じても、高精度に質量部の挙動を検知し、その検知結果に基づいて質量部を駆動することで、光走査を所望の範囲で行うことができる。
【００１７】
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質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
弾性変形可能な弾性部を備え、前記支持部に対して前記質量部を回動可能に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記連結部の前記弾性部を捩れ変形させながら、前記質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナを備え、該光スキャナが光を主走査または副走査することにより画像を形成する画像形成装置であって、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、前記質量部の回動に伴う前記質量部の周囲の気体の振動を検知する振動検知素子を備え、該振動検知素子の検知結果に基づいて、前記質量部の挙動を検知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、光走査を所望の範囲で行って、優れた画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のアクチュエータ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実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１に示すアクチュエータの制御系の構成を示すブロック図、図４は、図１に示すアクチュエータの駆動電圧の一例を示す図、図５は、図１に示すアクチュエータの挙動検知を説明するためのタイミングチャート、図６は、駆動電圧の周波数と第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの振幅との関係を示すグラフである。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。
【００１９】
アクチュエータ１は、図１および図２に示すように、２自由度振動系を有する基体２と、この基体２の２自由度振動系を駆動するための圧電素子３１、３２、３３、３４と、基体２を接合層５を介して支持する支持基板４と、これらを収容するハウジング７と、ハウジング２内の気体の振動を検知する振動検知素子８とを有している。なお、基体２と支持基板４と接合層５とは、一体的に形成されていてもよい。
【００２０】
基体２は、１対の第１の質量部（駆動部）２１、２２と、１対の支持部２３、２４と、第２の質量部（可動部）２５と、１対の第１の弾性部２６、２７と、１対の第２の弾性部２８、２９とを備えている。
ここで、第２の質量部２５は質量部であり、第１の弾性部２６および第２の弾性部２８はそれぞれ弾性変形可能な弾性部であり、これらと第１の質量部２１とが支持部２３に対して第２の質量部２５を回動可能に連結する連結部を構成している。また、第１の弾性部２７および第２の弾性部２９もそれぞれ弾性変形可能な弾性部であり、これらと第１の質量部２２とが支持部２４に対して第２の質量部２５を回動可能に連結する連結部を構成している。
【００２１】
このような基体２にあっては、左右対称な形状となるように、第２の質量部２５を中心とし、その左方に、第２の弾性部２８、第１の質量部２１、支持部２３が順次配設され、右方に、第２の弾性部２９、第１の質量部２２、支持部２４が順次配設されている。
１対の第１の質量部２１、２２は、それぞれ、板状をなし、互いにほぼ同一寸法でほぼ同一形状をなしている。
【００２２】
また、１対の質量部２１、２２の間には、第２の質量部２５が設けられており、１対の質量部２１、２２は、第２の質量部２５を中心として、ほぼ左右対称となるように設けられている。
第２の質量部２５は、板状をなし、その板面に光反射部２５１が設けられている。これにより、アクチュエータ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。
【００２３】
このような第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５にあっては、第１の質量部２１、２２が第１の弾性部２６、２７を介して支持部２３、２４に接続され、第２の質量部２５が第２の弾性部２８、２９を介して第１の質量部２１、２２に接続されている。
第１の弾性部２６は、第１の質量部２１を支持部２３に対して回動可能とするように、第１の質量部２１と支持部２３とを連結している。これと同様に、第１の弾性部２７は、第１の質量部２２を支持部２４に対して回動可能とするように、第１の質量部２２と支持部２４とを連結している。
【００２４】
特に、第１の弾性部２６は、第１の質量部２１の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材２６１、２６２で構成されている。これと同様に、第１の弾性部２７は、第１の質量部２２の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材２７１、２７２で構成されている。
第２の弾性部２８は、第２の質量部２５を第１の質量部２１に対して回動可能とするように、第２の質量部２５と第１の質量部２１とを連結している。これと同様に、第２の弾性部２９は、第２の質量部２５を第１の質量部２２に対して回動可能とするように、第２の質量部２５と第１の質量部２２とを連結している。
【００２５】
各第１の弾性部２６、２７および各第２の弾性部２８、２９は、同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）として、第１の質量部２１、２２が支持部２３、２４に対して、また、第２の質量部２５が第１の質量部２１、２２に対して回動可能となっている。
このように、基体２は、第１の質量部２１、２２と第１の弾性部２６、２７とで構成された第１の振動系と、第２の質量部２５と第２の弾性部２８、２９とで構成された第２の振動系とを有する。すなわち、基体２は、第１の振動系および第２の振動系からなる２自由度振動系を有する。
【００２６】
このような２自由度振動系を有する基体２は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、第１の質量部２１、２２と、第２の質量部２５と、支持部２３、２４と、第１の弾性部２６、２７と、第２の弾性部２８、２９とが一体的に形成されている。
そして、このような２自由度振動系を駆動するために、第１の弾性部２６、２７の棒状連結部材２６１、２６２、２７１、２７２上には、これらに対応して、圧電素子３１、３２、３３、３４が設けられている。
【００２７】
圧電素子３１は、棒状連結部材２６１の上面に接合され、棒状連結部材２６１の長手方向に伸縮するように構成されている。これにより、圧電素子３１は、その伸縮により、棒状連結部材２６１を上下方向に曲げ変形させる。また、圧電素子３２は、棒状連結部材２６２の上面に接合され、棒状連結部材２６２の長手方向に伸縮するように構成されている。これにより、圧電素子３２は、その伸縮により、棒状連結部材２６２を上下方向に曲げ変形させる。
【００２８】
言い換えれば、圧電素子３１は、棒状連結部材２６１の長手方向に沿って延在し、その延在方向に伸縮することにより、棒状連結部材２６１を曲げ変形させる。これにより、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子３１により棒状連結部材２６１を曲げ変形させることができる。これと同様に、圧電素子３２は、棒状連結部材２６２の長手方向に沿って延在し、その延在方向に伸縮することにより、棒状連結部材２６２を曲げ変形させる。これにより、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子３２により棒状連結部材２６２を曲げ変形させることができる。
【００２９】
より具体的には、圧電素子３１は、圧電材料を主材料として構成された圧電体層３１１と、この圧電体層３１１を挟持する１対の電極３１２、３１３とを有している。そして、図２にて下側に位置する電極３１２が棒状連結部材２６１の上面に接合されている。このように圧電素子３１が構成されていると、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子３１により棒状連結部材２６１を曲げ変形させることができる。
【００３０】
圧電体層３１１は、棒状連結部材２６１の上面全域を覆うとともに、棒状連結部材２６１と支持部２３との接合部を跨ぐように設けられている。これにより、圧電素子３１の駆動力を棒状連結部材２６１により効率的に伝達することができる。その結果、駆動電圧をより低減するとともに、棒状連結部材２６１をより大きく曲げ変形させることができる。
こ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３１１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。
【００３１】
電極３１２は、圧電体層３１１よりも長尺となっていて、支持部２３上にまで延在している。一方。電極３１３は、圧電体層３１１の長さとほぼ同じ長さになっている。そして、電極３１３は、例えばワイヤーボンディングにより形成された配線を介して、支持部２３上に設けられた端子３１４に接続されている。このような電極３１２および端子３１４には、後述する電源回路１２が接続されている。これにより、各圧電素子３１、３２、３３、３４は、電源回路１２に接続され、各圧電素子３１、３２、３３、３４の電極間に交流電圧（駆動電圧）が印加されるようになっている。
【００３２】
このような圧電素子３１は、電極３１２と電極３１３（端子３１４）との間に電圧を印加すると、圧電体層３１１は、その圧電効果により、棒状連結部材２６１の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３１は、その伸縮により、棒状連結部材２６１を上下方向に曲げ変形させる。
このような圧電素子３１と同様に、圧電素子３２は構成されており、電極３２２と端子３２４との間に電圧を印加すると、圧電素子３２中の圧電体層（図示せず）は、その圧電効果により、棒状連結部材２６２の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３２は、その伸縮により、棒状連結部材２６２を上下方向に曲げ変形させる。
このような圧電素子３１、３２は、ともに基体２の上面に設けられているので、互いに伸縮動を交互に行うように動作させると、２つの棒状連結部材２６１、２６２を互いに逆方向に曲げ変形させる。これにより、２つの棒状連結部材２６１、２６２で構成された第１の弾性部２６全体が捩り変形する。
【００３３】
前述した圧電素子３１、３２と同様に、圧電素子３３、３４は構成されている。すなわち、圧電素子３３に関し、電極３３２と電極３３３（端子３３４）との間に電圧を印加すると、圧電素子３３中の圧電体層３３１は、その圧電効果により、棒状連結部材２７１の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３３は、その伸縮により、棒状連結部材２７１を上下方向に曲げ変形させる。また、圧電素子３４に関し、電極３４２と端子３４４との間に電圧を印加すると、圧電素子３４中の圧電体層（図示せず）は、その圧電効果により、棒状連結部材２７２の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３４は、その伸縮により、棒状連結部材２７２を上下方向に曲げ変形させる。
このような圧電素子３３、３４は、圧電素子３１、３２と同様に、ともに基体２の上面に設けられているので、交互に動作させると、２つの棒状連結部材２７１、２７２を互いに逆方向に曲げ変形させる。これにより、２つの棒状連結部材２７１、２７２で構成された第１の弾性部２７全体が捩り変形する。
【００３４】
前述したような基体２を支持するための支持基板４は、接合層５を介して基体２に接合されている。接合層５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。
また、支持基板４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４の上面には、図２に示すように、第２の質量部２５に対応する部分に開口部４１が形成されている。
【００３５】
この開口部４１は、第２の質量部２５が回動（振動）する際に、支持基板４に接触するのを防止する逃げ部を構成する。開口部（逃げ部）４１を設けることにより、アクチュエータ１全体の大型化を防止しつつ、第２の質量部２５の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。
なお、前述したような逃げ部は、前記効果を十分に発揮し得る構成であれば、必ずしも支持基板４の下面（第２の質量部２５と反対側の面）で開放（開口）していなくてもよい。すなわち、逃げ部は、支持基板４の上面に形成された凹部で構成することもできる。
【００３６】
以上説明したような基体２と圧電素子３１〜３４と支持基板４と接合とからなる構造体を収容するハウジング７は、枠状または筒状をなす側壁部材７１と、この側壁部材７１の上側の開口を覆うように設けられた上壁部材７２と、側壁部材７１の下側の開口を覆うように設けられた下壁部材７３とを有している。
側壁部材７１は、その内部空間が前記構造体よりも大きい寸法で形成されている。
側壁部材７１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、金属、シリコン、ガラスなどが好適に用いられる。
このような側壁部材７１の上側には、その開口を覆うように、上壁部材７２が接合されている。
【００３７】
本実施形態では、上壁部材７２は、側壁部材７１に気密的に接合されている。
また、上壁部材７２は、ガラスなどで構成され、光透過性を有している。なお、アクチュエータ１を光学デバイスではなくマイクロレゾネータとして用いる場合などには、上壁部材７２の構成材料は、特に限定されず、例えば、シリコン、金属などで構成されていてもよい。
【００３８】
一方、側壁部材７１の下側には、その開口を覆うように、下壁部材７３が接合されている。
本実施形態では、下壁部材７３は、側壁部材７１に気密的に接合されている。前述したように上壁部材７２も側壁部材７１に気密的に接合されていることから、側壁部材７１と上壁部材７２と下壁部材７３とでこれらの間に気密空間を形成している。すなわち、ハウジング７の収容空間は気密空間となっている。
【００３９】
このような気密空間、すなわちハウジング７内には、気体が収容されている。この気体としては、特に限定されず、例えば、空気であっても、窒素、アルゴンなどの不活性ガスであってもよい。ハウジング７内の気体として空気を用いると、ハウジング７を気密的に製造する必要がなくなり、また、高価なガスを用いないため、アクチュエータの低コスト化を図ることができる。また、ハウジング７内の気体として不活性ガスを用いると、基体２の振動系の振動特性を良好なものとし、また、かかる振動系の劣化を防止することができる。
【００４０】
また、下壁部材７３の構成材料は、特に限定されないが、例えば、ガラス、シリコン、金属などが好適に用いられる。
このようなハウジング７の下壁部材７３の上面には、前述した基体２等からなる構造体が接着剤等により接合されている。
また、ハウジング７の上壁部材７２の下面には、振動検知素子８が接着剤等により接合されている。
【００４１】
振動検知素子８は、前述した第２の質量部２５の回動に伴う第２の質量部２５の周辺の気体の振動（音波）を検知する機能を有する。本実施形態では、振動検知素子８は、板状をなす第２の質量部２５（非駆動状態）の平面視にて、第２の質量部２５と重ならない位置に設けられている。また、振動検知素子８は、第２の質量部２５の近傍で、非駆動状態の第２の質量部２５の平面視にて、第２の質量部２５の長手方向での端面（図１にて上側の端面）に対向している。
【００４２】
このような振動検知素子８としては、前述した機能を有するものであれば特に限定されないが、音波を電気信号に変換するもの、すなわち、マイクロフォン（マイク）を好適に用いることができる。
マイクロフォンとしては、特に限定されず、例えば、ムービング・コイル型マイク、リボン型マイク、コンデンサ型マイク、カーボンマイク、圧電マイクなどを用いることができる。また、マイクロフォンは、アクチュエータ１の設計（第２の質量部２５の回動の振動数など）に応じて、適宜選択・設計される。
【００４３】
また、マイクロフォンとしては、無指向性、双指向性、単一指向性、鋭指向性、超指向性などのいずれの指向性のマイクロフォンであっても用いることができるが、単一指向性、鋭指向性、超指向性のマイクロフォンを用いるのが好ましい。これにより、振動検知素子８の検知精度を向上させることができる。この場合、マイクロフォンは、その振動板（ダイヤフラム）が第２の質量部２５に対向するように設けるのが好ましい。
このような振動検知素子８によって検知された振動は第２の質量部２５の回動の振動に応じたものであるため、振動検知素子８の検知結果に基づいて、第２の質量部２５の挙動（特に振動数）を検知することができ、また、検知された挙動に基づいて、第２の質量部２５の挙動を所望の挙動となるように制御することができる。
【００４４】
ここで、図３に基づいて、アクチュエータ１の制御系を説明する。
アクチュエータ１では、図３に示すように、振動検知素子８が、増幅回路９を介して、振動検知素子８によって検知される振動の振動数の１／２を第２の質量部２５の回動の振動数として求める演算回路１０に接続されている。そして、この演算回路１０は、第２の質量部２５の駆動を制御するための制御回路１１に接続されている。
【００４５】
この制御回路１１には、圧電素子３１〜３４に電圧を印加する電源回路１２と、光走査などのための光源１４の駆動する光源駆動回路１３とが接続されている。
以下、アクチュエータ１の制御系を構成する各部を順次説明する。
増幅回路９は、振動検知素子８の出力信号を増幅する機能を有する。これにより、第２の質量部２５の検知精度を向上させることができる。
【００４６】
演算回路１０は、振動検知素子８によって検知される振動の振動数の１／２を前記質量部の回動の振動数として求める機能を有する。これにより、第２の質量部２５の振動数を高精度に検知することができる。
具体的に説明すると、本実施形態では、演算回路１０は、増幅回路９に接続された矩形波生成回路１０１と、矩形波生成回路１０１に接続されたフリップフロップ回路１０２と、フリップフロップ回路１０２に接続されたカウント回路１０３と、カウント回路１０３に接続されたパルス発信回路１０４とを備えている。
【００４７】
矩形波生成回路１０１は、振動検知素子８（増幅回路９）の出力値が設定値（閾値）以上であるときにｈｉｇｈ信号を出力し、振動検知素子８の出力値が前記設定以下であるときにｌｏｗ信号を出力する機能を有する。
フリップフロップ回路１０２は、矩形波生成回路１０１の出力がｌｏｗ信号からｈｉｇｈ信号に切り換わるタイミングでｈｉｇｈ信号とｌｏｗ信号とを交互に出力する機能を有する。
【００４８】
パルス発信回路１０４は、一定時間毎にパルスを発信する機能を有する。
カウント回路１０３は、フリップフロップ回路１０２の出力がｈｉｇｈ信号であるときのパルス発信回路１０４のパルス数をカウントすることにより、第２の質量部２５の回動の振動数を算出する機能を有する。
このように演算回路１０が構成されていることにより、比較的簡単な構成で、第２の質量部２５の振動数を高精度に検知することができる。このような演算回路１０、増幅回路９、および振動検知素子８で、第２の質量部２５の挙動（特に振動数）を検知する挙動検知手段が構成されている。
【００４９】
このような演算回路１０が接続された制御回路１１は、演算回路１０の演算結果（すなわち振動検知手段によって検知された振動）に基づいて、電源回路１２および光源駆動回路１３をそれぞれ制御する。これにより、圧電素子３１〜３４の駆動状態を所望のものとし、その結果、第２の質量部２５の挙動を所望のものとすることができる。また、光源１４から照射され光反射部２５１で反射した光を所望の範囲で走査することができる。
【００５０】
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４（ａ）に示すような電圧を圧電素子３２、３４に印加するとともに、図４（ｂ）に示すような電圧を圧電素子３１、３３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３２、３４と圧電素子３１、３３とに印加する。すると、圧電素子３１、３３を伸張させるとともに圧電素子３２、３４を収縮させる状態と、圧電素子３１、３３を収縮させるとともに圧電素子３２、３４を伸長させる状態とを交互に繰り返す。
【００５１】
これにより、第１の弾性部２６、２７が捩れ変形して、第１の質量部２１、２２が支持部２３、２４に対し回動（振動）する。
このとき、各棒状連結部材２６１、２６２、２７１、２７２が主として曲げ変形することにより第１の弾性部２６全体および第１の弾性部２７全体がそれぞれ捩り変形するため、第１の弾性部２６、２７に生じる応力を低減することができる。そのため、大きな振れ角で駆動することができる。
【００５２】
また、圧電素子３１、３２、３３、３４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、第１の弾性部２６、２７のバネ定数を高めて、高周波で駆動することができる。特に、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力は比較的高いため、第１の弾性部２６、２７のバネ定数が比較的高くても、振れ角を大きくすることが可能である。
【００５３】
そして、この第１の質量部２１、２２の振動（駆動）に伴って、第２の弾性部２８、２９を介して連結されている第２の質量部２５も、第２の弾性部２８、２９を軸に、支持基板４の板面（図１における紙面）に対して傾斜するように振動（回動）する。
このように第２の質量部２５が回動すると、第２の質量部２５の周囲の気体が振動する（すなわち音波が発生する）。
【００５４】
このような気体の振動は、振動検知素子８で検知される。その際、振動検知素子８の出力信号は、図５（ａ）に示すように、周期的に変動している。第２の質量部２５の振動検知素子８側の端部は、振動検知素子８の検知部近傍を第２の質量部２５の回動（振動）の１周期につき２回通過する。したがって、振動検知素子８の出力信号の周期ｔは、第２の質量部２５の回動の周期Ｔの１／２となっている。すなわち、振動検知素子８の出力信号の振動数は、第２の質量部２５の回動の振動数の２倍となっている。
【００５５】
このような振動検知素子８の出力信号は、増幅回路９にて、図５（ｂ）に示すように、増幅される。
そして、その増幅された信号が、矩形波生成回路１０１にて、図５（ｃ）に示すような周期Ｔ／２（すなわち周期ｔ）で立ち上がる矩形波信号に変換される。
矩形波生成回路１０１から出力された矩形波信号は、フリップフロップ回路１０２にて、図５（ｄ）に示すような周期Ｔ（すなわち周期２ｔ）で立ち上がる矩形波信号に変換される。
【００５６】
一方、パルス発信回路１０４は、図５（ｅ）に示すように、一定間隔（パルス発信周期）でパルス信号を発信している。
そして、カウント回路１０３は、フリップフロップ回路１０２から出力された矩形波信号の周期Ｔ間での、パルス発信回路１０４からのパルス信号の数をカウントし、そのカウント数に、パルス発信回路１０４でのパルス発信周期を乗じることにより、第２の質量部２５の回動の振動数を求める。
【００５７】
このようにして求められた振動数に基づき、制御回路１１は、電源回路１２および光源駆動回路１３の駆動を制御する。
以上のようなアクチュエータ１によれば、振動検知素子８が、第２の質量部２５の回動に伴う第２の質量部２５の周囲の気体の振動（すなわち音波）を検知し、その検知結果に基づいて、第２の質量部２５の挙動を検知するように構成されているため、温度変化による影響を受けることなく、第２の質量部２５の挙動を高精度に検知することができる。このような挙動検知手段は、振動検知素子８の取り付け位置による検知精度の変動が生じないし、また、第２の質量部等からなる振動系を構成する構造体とは別体として製造することができる。したがって、製造工程の簡略化を図ることができ、アクチュエータ１の低コスト化を図ることができる。
【００５８】
特に、アクチュエータ１では、振動検知素子８の検知結果に基づいて、第２の質量部２５の振動数を高精度に検知することができる。
また、アクチュエータ１では、駆動手段として圧電駆動方式（圧電素子３１〜３４を有するもの）を採用していて、圧電素子３１〜３４はその駆動に伴って発熱するが、振動検知素子８（挙動検知手段）は温度変化の影響を受けないため、このような駆動手段を有するアクチュエータ１に本発明を適用すると、その効果（第２の質量部２５の挙動検知の精度向上）が顕著となる。
【００５９】
また、振動検知素子８は、板状をなす第２の質量部２５（非駆動状態）の平面視にて、第２の質量部２５と重ならない位置に設けられているため、振動検知素子８が第２の質量部２５の回動を阻害することなく、振動検知素子８と第２の質量部２５との間の距離を小さくすることができる。そのため、振動検知素子８の出力信号を大きくして、第２の質量部２５の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
【００６０】
また、振動検知素子８は、第２の質量部２５の平面視にて、第２の質量部２５の長手方向での端面に対向しているため、振動検知素子８の受ける振動を大きくすることができる。そのため、振動検知素子８の出力信号を大きくして、第２の質量部２５の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
また、基体２（振動系）と振動検知素子８とをハウジング７内に収容しているため、振動検知素子８は、アクチュエータ１の外部の影響を受けることなく、第２の質量部２５の回動に伴う気体の振動を検知することができる。その結果、第２の質量部２５の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
【００６１】
また、ハウジング７内が気密空間であるため、ハウジング７内の気体の密度を一定に保つことができる。その結果、第２の質量部２５が安定して回動するとともに、振動検知素子８の検知結果（出力信号）の不本意な変動を防止することができる。
また、振動検知素子８がハウジング７に支持されているため、振動検知素子８に対する第２の質量部２５自体の振動の影響を防止することもできる。
【００６２】
このようなハウジング７の内壁には、気体の振動を吸収する振動吸収部が設けられているのが好ましい。これにより、ハウジング７の内壁面で気体の振動（音波）が反射して振動検知素子８に影響を与えるのを防止することができる。その結果、第２の質量部２５の挙動検知の検知精度を向上させることができる。
また、ハウジング７から振動検知素子８への振動の伝達を阻止する阻止部材を有するのが好ましい。これにより、振動検知素子８に対する第２の質量部２５自体の振動の影響をより確実に防止することができる。この阻止部材としては、例えば、ゴムのような振動吸収性を有する部材を好適に用いることができ、例えば、このような部材をハウジング７と振動検知素子８との間や、支持基板４とハウジング７との間や、ハウジング７の側壁部材７１と上壁部材７２との間や、ハウジング７の側壁部材７１と下壁部材７３との間に介在させたり、ハウジング７の側壁部材７１をゴムのような振動吸収性を有する部材で構成することにより実現することができる。
【００６３】
また、アクチュエータ１においては、第１の質量部２１の回動中心軸からこれに直角な方向（長手方向）での長さ（最大長）をＬ１とし、第１の質量部２２の回動中心軸からこれに直角な方向（長手方向）での長さ（最大長）をＬ２とし、第２の質量部２５の回動中心軸からこれに直角な方向での長さ（最大長）をＬ３としたとき、本実施形態では、第１の質量部２１、２２が、それぞれ独立して設けられているため、第２の質量部２５の大きさ（長さＬ３）にかかわらず、第１の質量部２１、２２と第２の質量部２５とが干渉せず、Ｌ１およびＬ２を小さくすることができる。これにより、第１の質量部２１、２２の回転角度（振れ角）を大きくすることができ、その結果、第２の質量部２５の回転角度を大きくすることができる。
【００６４】
ここで、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５の寸法は、それぞれ、Ｌ１＜Ｌ３かつＬ２＜Ｌ３なる関係を満足するよう設定されるのが好ましい。
前記関係を満たすことにより、Ｌ１およびＬ２をより小さくすることができ、第１の質量部２１、２２の回転角度をより大きくすることができ、第２の質量部２５の回転角度をさらに大きくすることができる。
【００６５】
この場合、第２の質量部２５の最大回転角度が、２０°以上となるように構成されるのが好ましい。
これらによって、第１の質量部２１、２２の低電圧駆動と、第２の質量部２５の大回転角度での振動（回動）とを実現することができる。
このため、このようなアクチュエータ１を、例えばレーザープリンタや、走査型共焦点レーザー顕微鏡等の装置に用いられる光スキャナに適用した場合には、より容易に装置を小型化することができる。
【００６６】
なお、前述したように、本実施形態では、Ｌ１とＬ２とはほぼ等しく設定されているが、Ｌ１とＬ２とが異なっていてもよいことは言うまでもない。
ところで、このような質量部２１、２２、２５よりなる振動系（２自由度振動系）では、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５の振幅（振れ角）と、圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する交流電圧の周波数との間に、図６に示すような周波数特性が存在している。
【００６７】
すなわち、かかる振動系は、第１の質量部２１、２２の振幅と、第２の質量部２５の振幅とが大きくなる２つの共振周波数ｆｍ１［ｋＨｚ］、ｆｍ３［ｋＨｚ］（ただし、ｆｍ１＜ｆｍ３）と、第１の質量部２１、２２の振幅がほぼ０となる、１つの反共振周波数ｆｍ２［ｋＨｚ］とを有している。
この振動系では、各圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する交流電圧の周波数Ｆが、２つの共振周波数のうち低いもの、すなわち、ｆｍ１とほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振幅を抑制しつつ、第２の質量部２５の振れ角（回転角度）を大きくすることができる。
【００６８】
なお、本明細書中では、Ｆ［ｋＨｚ］とｆｍ１［ｋＨｚ］とがほぼ等しいとは、（ｆｍ１−１）≦Ｆ≦（ｆｍ１＋１）の条件を満足することを意味する。
第１の質量部２１、２２の平均厚さは、それぞれ、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第２の質量部２５の平均厚さは、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
【００６９】
第１の弾性部２６、２７のばね定数ｋ１は、１×１０−３〜１×１０５Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
一方、第２の弾性部２８、２９のばね定数ｋ２は、１×１０−４〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の振れ角をより大きくすることができる。
【００７０】
また、第１の弾性部２６、２７のばね定数をｋ１、第２の弾性部２８、２９のばね定数をｋ２としたとき、ｋ１＞ｋ２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
【００７１】
さらに、第１の質量部２１、２２の慣性モーメントをＪ１とし、第２の質量部２５の慣性モーメントをＪ２としたとき、Ｊ１とＪ２とは、Ｊ１≦Ｊ２なる関係を満足することが好ましく、Ｊ１＜Ｊ２なる関係を満足することがより好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
【００７２】
ところで、第１の質量部２１、２２と第１の弾性部２６、２７とからなる第１の振動系の固有振動数ω１は、第１の質量部２１、２２の慣性モーメントＪ１と、第１の弾性部２６、２７のばね定数ｋ１とにより、ω１＝（ｋ１／Ｊ１）１／２によって与えられる。一方、第２の質量部２５と第２の弾性部２８、２９とからなる第２の振動系の固有振動数ω２は、第２の質量部２５の慣性モーメントＪ２と、第２の弾性部２８、２９のばね定数ｋ２とにより、ω２＝（ｋ２／Ｊ２）１／２によって与えられる。
【００７３】
このようにして求められる第１の振動系の固有振動数ω１と第２の振動系の固有振動数ω２とは、ω１＞ω２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
このようなアクチュエータ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
図７および図８は、それぞれ、第１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（縦断面図）である。なお、図７および図８は、それぞれ、図１におけるＡ−Ａ線断面に対応する断面を示している。また、以下では、説明の便宜上、図７および図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００７４】
［Ａ１］
まず、図７（ａ）に示すように、Ｓｉ層６１、ＳｉＯ２層６２、Ｓｉ層６３が順次積層されたＳＯＩ基板６を用意し、ＳＯＩ基板６の一方の面（Ｓｉ層６１側の面）に、電極３１２、３２２、３３２、３４２および端子３１４、３２４、３３４、３４４を形成する。
電極３１２、３２２、３３２、３４２および端子３１４、３２４、３３４、３４４の形成は、ＳＯＩ基板６に金属膜を成膜し、電極３１２、３２２、３３２、３４２および端子３１４、３２４、３３４、３４４の形状に対応する形状をなすレジストマスクを介して金属膜をエッチングを行った後、レジストマスクを除去することにより行うことができる。
【００７５】
金属膜の成膜方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、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、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射、シート状部材の接合等を用いることができる。なお、以下の各工程における金属膜の成膜においても、同様の方法を用いることができる。
【００７６】
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。
【００７７】
［Ａ２］
次に、図７（ｂ）に示すように、電極３１２、３２２、３３２、３４２上に、対応する圧電体層３１１、３３１（電極３２２、３４２に対応する圧電体層は図示せず。以下、圧電体層３１１、３３１等という）を形成する。
圧電体層３１１、３３１等の形成は、前述した工程［Ａ１］の電極３１２、３２２、３３２、３４２の形成と同様にして行うことができる。
【００７８】
［Ａ３］
次に、図７（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板６のＳｉ層６１の一部を除去して、第１の質量部２１、２２と支持部２３、２４と第２の質量部２５と第１の弾性部２６、２７と第２の弾性部２８、２９とを形成する。これにより、基体２が得られる。
第１の質量部２１、２２と支持部２３、２４と第２の質量部２５と第１の弾性部２６、２７と第２の弾性部２８、２９との形成は、ＳＯＩ基板６に金属膜もしくはシリコン酸化膜を成膜し、第１の質量部２１、２２と支持部２３、２４と第２の質量部２５と第１の弾性部２６、２７と第２の弾性部２８、２９との形状に対応する形状をなすレジストマスクを介して金属膜もしくはシリコン酸化膜のエッチングを行った後、レジストマスクを除去し、金属膜もしくはシリコン酸化膜をマスクとしてＳｉ層６１の一部をエッチングすることにより行うことができる。
このとき、ＳＯＩ基板６の中間層たるＳｉＯ２層は、前記エッチングのストップ層として機能する。
エッチング方法としては、前述の工程［Ａ１］と同様のものを用いることができる。
【００７９】
［Ａ４］
次に、図７（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板６のＳｉ層６３の一部を除去して、凹部（開口部４１）を形成する。
この凹部の形成方法としては、前述した工程［Ａ３］と同様のものを用いることができる。
【００８０】
［Ａ５］
次に、図７（ｅ）に示すように、圧電体層３１１、３３１等上に、これらに対応する電極３１３、３３３（電極３２２、３４２に対応する電極は図示せず。以下、電極３１３、３３３等という）を形成するとともに、第２の質量部２５上に光反射部２５１を形成する。
電極３１３、３３３等および光反射部２５１の形成方法としては、前述した工程［Ａ１］と同様の方法を用いることができる。
【００８１】
［Ａ６］
次に、図７（ｆ）に示すように、ＳＯＩ基板６のＳｉＯ２層６２の一部を除去して、接合層５を形成する。
［Ａ７］
一方、図８（ａ）に示すように、ガラス基板等である上壁部材７２に振動検知素子８を取り付け、また、図８（ｂ）に示すように、側壁部材７１と下壁部材７３とを接合して、箱体を製造する。
【００８２】
［Ａ８］
次に、図８（ｃ）に示すように、［Ａ６］で得られた構造体を、［Ａ７］で得られた箱体内に収容し接着剤等で接合・固定した後、かかる箱体の開口を覆うように上壁部材７２を接合する。これにより、本実施形態のアクチュエータ１が得られる。
以上のようにして、第１実施形態のアクチュエータ１が製造される。
【００８３】
上述したようなアクチュエータ１は、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
以上説明したようなアクチュエータ１は、光反射部で反射した光を走査する光スキャナとして用いた場合、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好適に適用することができる。
【００８４】
このような画像形成装置では、アクチュエータ１が光を走査（主走査または副走査）することにより、画像を形成する。例えば、レーザープリンタの場合、アクチュエータ１が光を走査して感光ドラム上に潜像を形成する。また、イメージング用ディスプレイの場合、光を、アクチュエータ１が主走査するとともに、ガルバノミラー（アクチュエータ１であってもよい）が副走査することにより、スクリーン上に画像を形成する。
【００８５】
以上、本発明のアクチュエータについて、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、棒状連結部材が直線状をなしていたが、２つの棒状連結部材を互いに逆方向に主として曲げ変形させることにより、第１の弾性部全体を捩り変形させることができるものであれば、棒状連結部材の形状は任意である。例えば、棒状連結部材は湾曲していてもよい。
【００８６】
また、前述した実施形態では、圧電素子が棒状連結部材の上面に接合されていたが、棒状連結部材を互いに逆方向に主として曲げ変形させることができるものであれば、棒状連結部材の下面に接合されていてもよく、圧電素子の配置は任意である。
また、前述した実施形態では、アクチュエータの中心を通り第１の質量部や第２の質量部の回動軸線に直角な面に対しほぼ対称（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。
【００８７】
また、前述した実施形態では、本発明を２自由度振動系のアクチュエータに適用した例を説明したが、１自由度振動系または３自由度以上の振動系のアクチュエータに本発明を適用することができるのは言うまでもない。すなわち、本発明のアクチュエータにおける連結部は、弾性変形可能な弾性部を備え、支持部に対して前記質量部を回動可能に連結するものであれば、前述した実施形態の形状に限定されない。
また、前述した実施形態では、光反射部が第２の質量部の上面（支持基板とは逆側の面）に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆の面に設けられている構成であってもよいし、両方の面に設けられている構成であってもよい。
【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実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示すアクチュエータの駆動電圧の一例を示す図である。
【図５】図１に示すアクチュエータの挙動検知を説明するためのタイミングチャートある。
【図６】駆動電圧の周波数と第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの振幅との関係を示すグラフである。
【図７】図１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】図１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。
【符号の説明】
【００８９】
１……アクチュエータ  ２……基体  ２１、２２……第１の質量部  ２３、２４……支持部  ２５……第２の質量部  ２５１……光反射部  ２６、２７……第１の弾性部  ２６１、２６２、２７１、２７２……棒状連結部材  ２８、２９……第２の弾性部  ３１、３２、３３、３４……圧電素子  ３１１、３３１……圧電体層  ３１２、３１３、３２２、３３２、３３３、３４２……電極  ３１４、３２４、３３４、３４４……端子  ４……支持基板  ４１……開口部  ５……接合層  ６……ＳＯＩ基板  ６１……Ｓｉ層  ６２……ＳｉＯ２層  ６３……Ｓｉ層  ７……ハウジング  ７１……側壁部材  ７２……上壁部材  ７３……下壁部材  ８……振動検知素子  ９……増幅回路  １０……演算回路  １１……制御回路  １２……電源回路  １３……光源駆動回路  １４……光源  １０１……矩形波生成回路  １０２……フリップフロップ回路  １０３……カウント回路  １０４……パルス発信回路
【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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