(57)【要約】【課題】電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することが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】可動板２１と、可動板２１を支持する１対の軸部材２２、２３とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、この振動部に設けられたコイル２１２と、コイル２１２に通電するための配線２２１、２３１と、コイル２１２に対向して設置された磁石４１、４２とを有し、コイル２１２に通電することにより、各軸部材２２、２３の捩れ変形を伴って、磁石４１、４２の磁界中に配された可動板２１を回動させるように構成され、コイル２１２および配線２２１、２３１は、振動部に形成された溝内に設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させるように構成され、
前記コイルおよび／または前記配線は、前記振動部に形成された溝内に設置されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記可動板には、溝が形成されており、前記コイルは、当該溝内に設置されている請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記コイルは、前記可動板の厚さ方向での略中央に位置している請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記コイルは、前記可動板の板面に沿って渦巻状に形成されている請求項２または３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記１対の軸部材のうちの少なくとも一方の軸部材には、溝が形成されており、前記配線は、当該溝内に設置されている請求項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】
前記配線は、前記軸部材の軸線方向に配置されている請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記振動部は、前記溝が形成された本体と、前記コイルおよび／または前記配線の少なくとも一部を覆うように前記本体に接合された蓋部とを有する請求項１ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記可動板には、その板面に沿って渦巻状に第１の溝が形成され、当該第１の溝内に前記コイルが設置されているとともに、前記各軸部材には、その軸線方向に沿って第２の溝が形成され、当該第２の溝内に前記配線が設置され、前記可動板の回動中心軸付近で前記コイルと前記配線が接続されるように構成されており、前記蓋部は、前記可動板の回動中心軸付近の少なくとも一部を除くように設けられている請求項７に記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記振動部と前記コイルおよび／または前記配線との間には、絶縁膜が介在している請求項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】
前記振動部は、１つの基板をエッチングすることにより一体的に形成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アクチュエータ。
【請求項１１】
前記コイルおよび前記配線は、それぞれ、金属で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】
可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部にコイルおよび配線が設けられたアクチュエータを製造する方法であって、
基板をエッチングして溝を形成する第１の工程と、
前記溝内に前記コイルおよび／または前記配線を形成する第２の工程とを有することを特徴とするアクチュエータの製造方法。
【請求項１３】
光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成され、
前記コイルおよび／または前記配線は、前記振動部に形成された溝内に設置されていることを特徴とする光スキャナ。
【請求項１４】
光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査して、画像を形成するように構成され、
前記コイルおよび／または前記配線は、前記振動部に形成された溝内に設置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、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、捩り振動子を構成する構造体を有する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に開示された光スキャナでは、反射面を有する可動板が２つの弾性部材を介して支持体に対し連結されている。そして、コイルが可動板に設けられているとともに、磁石が可動板に対向して設けられている。また、コイルに通電するための配線が弾性部材に設けられており、この配線を介してコイルに通電することにより、弾性部材の捩れ変形を伴って、磁石の磁界中に配された可動板を回動させる。
【０００３】
特に、特許文献１にかかる光スキャナでは、弾性部材が２つのポリイミド層間に配線を介挿して構成されている。これにより、配線を弾性部材内に埋設し、弾性部材の捩れ変形によって配線に生じる応力を低減することができる。
しかしながら、特許文献１にかかる光スキャナでは、次の（１）〜（５）のような問題点を有している。
【０００４】
（１）弾性部材が主にポリイミドで構成されているため、弾性部材の熱伝導率が低く、コイルへの通電によって生じる熱や、反射面に照射された光によって生じる熱を弾性部材を通じて外部へ逃がすことができずに、所望の振動特性を維持することが難しい。
（２）可動板にはその変形防止等の理由からシリコン層を設ける必要があるが、ポリイミド層とシリコン層との接合部はその接合強度が低いため、駆動によって生じる応力により、ポリイミド層とシリコン層との接合部が剥離するおそれがある。
【０００５】
（３）ポリイミドとシリコンとでは熱膨張係数が大きく異なるため、駆動によって生じる熱により、可動板や弾性部材に意図しない応力が生じ、この点でも、所望の振動特性を維持することが難しい。
（４）製造において、シリコン層上に多数の層を積層しなければならないため、工程が煩雑となり、その結果、光スキャナの高コスト化を招いてしまう。
（５）シリコン層の片面側にコイルや配線が偏在するため、可動板に反り（静たわみ）が生じたり、弾性部材の非線形性が現われて理想的な捩りバネの特性を得ることが難しいという問題がある。この問題は、シリコン層が薄い場合に、特に顕著である。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４２１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することが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】
【０００８】
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、該可動板を支持する１対の軸部材とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させるように構成され、
前記コイルおよび／または前記配線は、前記振動部に形成された溝内に設置されていることを特徴とする。
これにより、駆動によって配線やコイルに生じる応力を低減して、信頼性を向上させることができる。
【０００９】
特に、本発明では、シリコンはポリイミドのような樹脂材料に比し熱伝導率が高いため、コイルへの通電によって生じる熱や、反射面に照射された光によって生じる熱を振動部の外部へ逃がして、長期に亘り所望の振動特性を維持することができる。
また、振動部がシリコンで一体的に形成されているため、駆動によって生じる応力による接合部での剥離を防止することができる。
【００１０】
さらに、振動部がシリコンで一体的に形成されているため、熱膨張による意図しない応力の発生を防止することができる。
また、製造工程の簡略化を図ることができる。
また、シリコンで構成された振動部の中央部側にコイルや配線を配置できる。そのため、可動板に生じる反り（静撓み）や、軸部材の非線形性の発生を防止することができる。
これらのことから、本発明のアクチュエータは、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することができる。
【００１１】
本発明のアクチュエータでは、前記可動板には、溝が形成されており、前記コイルは、当該溝内に設置されていることが好ましい。
これにより、コイルを可動板の重心付近に設置することができ、その結果、振動特性を向上させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向での略中央に位置していることが好ましい。
これにより、コイルを可動板の重心付近に簡単かつ確実に設置することができ、その結果、振動特性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、前記コイルは、前記可動板の板面に沿って渦巻状に形成されていることが好ましい。
これにより、コイルの構成を比較的簡単なものとするとともに、駆動電圧を抑えつつ、コイルに生じる磁力を大きくすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対の軸部材のうちの少なくとも一方の軸部材には、溝が形成されており、前記配線は、当該溝内に設置されていることが好ましい。
これにより、軸部材の捩れ変形によって配線に生じる応力を低減することができる。
【００１３】
本発明のアクチュエータでは、前記配線は、前記軸部材の軸線方向に配置されていることが好ましい。
これにより、軸部材の捩れ変形によって配線に生じる応力をより確実に低減することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記振動部は、前記溝が形成された本体と、前記コイルおよび／または前記配線の少なくとも一部を覆うように前記本体に接合された蓋部とを有することが好ましい。
これにより、振動部の重心を可動板の回動中心軸に近づけることができる。その結果、振動特性を向上させることができる。
【００１４】
本発明のアクチュエータでは、前記可動板には、その板面に沿って渦巻状に第１の溝が形成され、当該第１の溝内に前記コイルが設置されているとともに、前記各軸部材には、その軸線方向に沿って第２の溝が形成され、当該第２の溝内に前記配線が設置され、前記可動板の回動中心軸付近で前記コイルと前記配線が接続されるように構成されており、前記蓋部は、前記可動板の回動中心軸付近の少なくとも一部を除くように設けられていることが好ましい。
これにより、コイルが渦巻状であっても、コイルと配線との電気的接続を許容しつつ、振動部の重心を可動板の回動中心軸に近づけることができる。
【００１５】
本発明のアクチュエータでは、前記振動部と前記コイルおよび／または前記配線との間には、絶縁膜が介在していることが好ましい。
これにより、コイルと振動部との間の絶縁性を優れたものとし、信頼性を向上させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記振動部は、１つの基板をエッチングすることにより一体的に形成されたものであることが好ましい。
これにより、シリコンで一体的に形成された振動部を簡単に製造することができる。
【００１６】
本発明のアクチュエータでは、前記コイルおよび前記配線は、それぞれ、金属で構成されていることが好ましい。
金属は一般に優れた電気伝導性を有するものの変形を繰り返すことにより金属疲労が生じる。したがって、金属で構成されたコイルや配線を用いた場合に、本発明を適用することによる効果が顕著となる。
【００１７】
本発明のアクチュエータの製造方法は、可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部にコイルおよび配線が設けられたアクチュエータを製造する方法であって、
基板をエッチングして溝を形成する第１の工程と、
前記溝内に前記コイルおよび／または前記配線を形成する第２の工程とを有することを特徴とする。
これにより、得られるアクチュエータは、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することができる。
【００１８】
本発明の光スキャナは、光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成され、
前記コイルおよび／または前記配線は、前記振動部に形成された溝内に設置されていることを特徴とする。
これにより、本発明の光スキャナは、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備え、シリコンで一体的に形成された振動部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査して、画像を形成するように構成され、
前記コイルおよび／または前記配線は、前記振動部に形成された溝内に設置されていることを特徴とする。
これにより、本発明の画像形成装置は、優れた信頼性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
＜第１実施形態＞
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に示すアクチュエータの平面図、図３は、図１に示すアクチュエータの断面図（（ａ）は図２中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２中のＢ−Ｂ線断面図）、図４は、図１に示すアクチュエータに備えられたコイルを説明するための部分拡大斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図３および図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のアクチュエータ１は、電磁駆動方式（より具体的にはムービングコイル方式）を採用するアクチュエータであって、振動系（振動部）を有する基体２と、この基体２を支持する支持体３と、１対の磁石（永久磁石）４１、４２とを有している。
以下、アクチュエータ１を構成する各部を順次説明する。
【００２２】
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１対の軸部材２２、２３と、これらを囲むように枠状に形成された支持部２４とを有している。
可動板２１は、板状をなし、本実施形態では、平面視形状が長方形をなしている。そして、可動板２１の板面（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、光スイッチ等の光学デバイスに適用することができる。
また、図２に示すように、可動板２１には、コイル２１２が設けられている。このコイル２１２は、後述する１対の磁石４１、４２の磁界中に配され、通電により可動板２１に電磁力を作用させることができる。
【００２３】
特に、このコイル２１２は、図３および図４に示すように、可動板２１の下面に形成された溝２１３内に設置されている。すなわち、コイル２１２は、可動板２１内に埋設されている。これにより、コイル２１２を可動板２１の重心付近に設置することができ、その結果、振動特性を向上させることができる。また、シリコンで構成された可動板２１の中央部側にコイル２１２やその配線を配置できるため、可動板２１の厚さが薄い場合など、可動板２１に生じる反り（静撓み）を防止することができる。さらに、可動板２１が回動時の慣性力により若干変形する（動撓み）場合でも、その変形によってコイル２１２に生じる応力を低減して、アクチュエータ１の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
本実施形態では、溝２１３の底部が可動板２１の厚さ方向での中央部まで達するように形成され、コイル２１２は、溝２１３の深さよりも薄い厚さで形成されている。
そのため、コイル２１２は、可動板２１の厚さ方向での略中央に位置している。これにより、コイル２１２を可動板２１の重心付近に簡単かつ確実に設置することができ、その結果、振動特性を向上させることができる。
【００２５】
また、溝２１３の深さがコイル２１２の厚さよりも深いため、可動板２１の下面には、溝２１３による凹凸が形成されている。これにより、可動板２１の表面積を大きくすることができるため、可動板２１の放熱性を向上させることができる。その結果、駆動によって生じる熱による影響を抑制することができる。
また、コイル２１２は、可動板２１の光反射部２１１とは反対側の面に設けられているため、光反射部２１１の設計の自由度が低下することもない。
【００２６】
また、本実施形態では、可動板２１の板面に沿って渦巻状に溝（第１の溝）２１３が形成され、当該溝２１３内にコイル２１２が設置されている。したがって、コイル２１２は、可動板２１の板面に沿って渦巻状に形成されている。このような渦巻状のコイル２１２は、単に環状に形成したコイルに比し大きな磁力を発生させることができ、また、可動板２１の厚さ方向に積層して形成したコイルに比し構成が簡単で製造も容易である。すなわち、コイル２１２の構成を比較的簡単なものとするとともに、駆動電圧を抑えつつ、コイル２１２に生じる磁力を大きくすることができる。
【００２７】
また、コイル２１２を構成する素線の一端（渦巻きの外周側の端）は、可動板２１と軸部材２３との境界部付近に位置し、後述する配線２３１に電気的に接続されている。また、コイル２１２を構成する素線の他端（渦巻きの中心側の端）は、可動板２１の板面の中心付近に位置しているが、ワイヤーボンディングで構成された配線２１４を介して、可動板２１と軸部材２２との境界部付近で、後述する配線２２１に電気的に接続されている。
なお、コイル２１２を構成する素線の他端（渦巻きの中心側の端）と配線２２１との接続は、ワイヤーボンディングに限定されず、例えば、振動部上に絶縁膜を介して配線パターンを成膜するとともに、その絶縁膜に配線パターンに導通する貫通電極を設けた構成でもよい。
【００２８】
また、可動板２１（振動部）とコイル２１２との間には、絶縁膜が介在しているのが好ましい。これにより、コイル２１２と可動板２１と間の絶縁性を優れたものとし、信頼性を向上させることができる。この場合、コイル２１２を構成する素線の外周に絶縁膜を形成してもよいし、可動板２１の下面や溝２２２の壁面に絶縁膜を形成してもよい。また、この絶縁膜の構成材料としては、絶縁性を有していれば特に限定されないが、樹脂、金属酸化物等が挙げられる。
【００２９】
また、コイル２１２の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、アルミニウム等の金属が好適に用いられる。
金属は一般に優れた電気伝導性を有するものの変形を繰り返すことにより金属疲労が生じる。したがって、金属で構成されたコイル２１２を用いた場合に、本発明を適用することによる効果が顕著となる。
【００３０】
このような可動板２１は、１対の軸部材２２、２３によって支持（両持ち支持）されている。
１対の軸部材２２、２３は、それぞれ、弾性変形可能であるとともに、可動板２１と支持部２４とを連結している。
また、１対の軸部材２２、２３は、互いに同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）Ｘとして、可動板２１が各軸部材２２、２３の捩れ変形を伴って支持部２４に対して回動可能となっている。
【００３１】
また、軸部材２２には配線２２１、図３および図４に示すように、軸部材２３には配線２３１が埋設されており、これらの配線２２１、２３１はそれぞれコイル２１２に電気的に接続されている。そして、配線２２１は、支持部２４の下面から露出する端子２４１に電気的に接続され、また、配線２３１は、支持部２４の下面から露出する端子２４２に電気的に接続されている。これにより、配線２２１、２３１を介してコイル２１２に通電することができる。
【００３２】
特に、配線２２１は、軸部材２２の下面に軸線方向に沿って形成された溝（第２の溝）２２２内に設置されている。また、配線２３１は、軸部材２３の下面に軸線方向に沿って形成された溝（第２の溝）２３２内に設置されている。
すなわち、配線２２１は軸部材２２内に埋設され、また、配線２３１は軸部材２３内に埋設されている。
【００３３】
これにより、軸部材２２の捩れ変形によって配線２２１に生じる応力や、軸部材２３の捩れ変形によって配線２３１に生じる応力を低減することができる。その結果、アクチュエータの信頼性を向上させることができる。
また、シリコンで構成された軸部材２２、２３の中央部側に配線２２１、２３１を配置できる。そのため、軸部材２２、２３の非線形性の発生を防止することができる。
【００３４】
本実施形態では、溝２２２の底部が軸部材２２の厚さ方向（上下方向）での中央部まで達するように形成され、配線２２１は、溝２２２の深さよりも薄い厚さで形成されている。
そのため、配線２２１は、軸部材２２の軸線方向に（軸部材２２の軸線に沿って）配置されている。これにより、軸部材２２の捩れ変形によって配線２２１に生じる応力をより確実に低減することができる。
【００３５】
同様に、溝２３２の底部が軸部材２３の厚さ方向（上下方向）での中央部まで達するように形成され、配線２３１は、溝２３２の深さよりも薄い厚さで形成されている。
そのため、配線２３１は、軸部材２３の軸線方向に（軸部材２３の軸線に沿って）配置されている。これにより、軸部材２３の捩れ変形によって配線２２１に生じる応力をより確実に低減することができる。
【００３６】
このような各配線２２１、２３１についても、前述したコイル２１２と同様に、軸部材２２（振動部）と配線２２１との間や、軸部材２３（振動部）と配線２３１との間には、絶縁膜が介在しているのが好ましい。これにより、配線２２１、２３１と振動部と間の絶縁性を優れたものとし、信頼性を向上させることができる。
また、各配線２２１、２３１の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、アルミニウム等の金属が好適に用いられる。特に、配線２２１、２３１は、コイル２１２と同種の材料で構成され、かつ、後述するように一体で（一括して）形成するのが好ましい。
【００３７】
前述したように金属は一般に優れた電気伝導性を有するものの変形を繰り返すことにより金属疲労が生じる。したがって、金属で構成された配線を用いた場合、本発明を適用することによる効果が顕著となる。
このような可動板２１および１対の軸部材２２、２３は、振動系（振動部）を構成している。すなわち、本実施形態では、振動部が可動板２１および１対の軸部材２２、２３からなる１つの振動系（すなわち１自由度振動系）を有するものである。
【００３８】
このような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、可動板２１と１対の軸部材２２、２３と支持部２４が一体的に形成されている。
また、このような振動部は、後述するように１つの基板をエッチングすることにより一体的に形成されたものである。これにより、シリコンで一体的に形成された振動部を簡単に製造することができる。
【００３９】
この基板の平均厚さ（すなわち可動板２１や軸部材２２、２３の厚さ）は、それぞれ、特に限定されないが、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
また、前述したような振動系（振動部）を支持するための支持部２４は、可動板２１の外周を囲むように枠状をなしている。そして、この支持部２４の下面に、支持体３が接合されている。
【００４０】
支持体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、基体２と支持体３とは直接接合または陽極接合により接合されている。なお、基体２と支持体３とは、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た接合層を介して接合されていてもよいし、接着剤を介して接合されていてもよい。
支持体３は、前述した支持部２４に沿って枠状をなしている。なお、支持体３の形状は、前述したものに限定されない。
【００４１】
このような支持体３にあっては、その内側の空間が、基体２の振動系の振動、すなわち可動板２１が回動（振動）する際に、支持体３に接触するのを防止する逃げ部を構成する。このような逃げ部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、可動板２１の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。
このような支持体３の側面には、１対の磁石４１、４２が接合・固定されている。
【００４２】
この１対の磁石４１、４２は、可動板２１の回動中心軸Ｘを介して互いに対向するとともに、それぞれ非回動時の可動板２１の端面に対向するように設けられている。このようにして各磁石４１、４２は、コイル２１２に対向している。
また、磁石４１は、可動板２１側をＳ極とするように設置され、磁石４２は、可動板２１側をＮ極とするように設置されている。したがって、１対の磁石４１、４２は、可動板２１付近に、非回動時の可動板２１の板面に平行で、かつ、可動板２１の回動中心軸Ｘに直角な方向の磁界を発生させる。
【００４３】
なお、磁石４１、４２は、永久磁石ではなく、電磁石であってもよい。また、磁石４１、４２の極性は、図示のものに限定されないことは言うまでもない。
以上のような構成を有するアクチュエータ１は、次のようにして作動する。
図示しない電源回路が配線２２１、２３１を介してコイル２１２に交番電圧を印加することにより、コイル２１２に生じる磁界の方向が上方向と下方向とで交互に切り換わる。
【００４４】
そのため、１対の磁石４１、４２の磁界中に配された可動板２１は、各軸部材２２、２３の捩れ変形を伴いながら、可動板２１が支持部２４に対し回動（振動）する。
ここで、可動板２１と１対の軸部材２２、２３とからなる振動系の固有振動数ω１は、可動板２１の慣性モーメントＪ１と、１対の軸部材２２、２３のばね定数ｋ１とにより、ω１＝（ｋ１／Ｊ１）１／２によって与えられる。コイル２１２に印加する交番電圧の周波数は、固有振動数ω１と同じであっても異なっていてもよいが、固有振動数ω１と同じである場合、効率よくアクチュエータ１を作動させることができる。
【００４５】
以上説明したように構成されたアクチュエータ１によれば、コイル２１２および配線２２１、２３１が振動部（振動系）に形成された溝内に設置されているため、駆動によって配線２２１、２３１やコイル２１２に生じる応力を低減して、信頼性を向上させることができる。
特に、本発明では、（１）シリコンはポリイミドのような樹脂材料に比し熱伝導率が高いため、コイル２１２への通電によって生じる熱や、光反射部２１１に照射された光によって生じる熱を振動部の外部へ逃がして、長期に亘り所望の振動特性を維持することができる。
【００４６】
また、（２）振動部がシリコンで一体的に形成されているため、駆動によって生じる応力による接合部での剥離を防止することができる。
さらに、（３）振動部がシリコンで一体的に形成されているため、熱膨張による意図しない応力の発生を防止することができる。
また、（４）製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４７】
また、（５）シリコンで構成された振動部の中央部側にコイル２１２や配線２２１、２３１を配置できる。そのため、可動板２１に生じる反り（静撓み）や、軸部材２２、２３の非線形性の発生を防止することができる。
このような（１）〜（５）の効果により、本発明のアクチュエータ１は、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することができる。
【００４８】
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５は、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（縦断面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図５では、図２中のＢ−Ｂ線断面に対応する断面を示している。
アクチュエータ１の製造方法は、［１］基板をエッチングして溝２１３、２２２、２３２を形成する第１の工程と、［２］溝２１３内にコイル２１２、溝２２２内に配線２２１、溝２３２内に配線２３１を形成する第２の工程と、基板をエッチングして可動板２１、１対の軸部材２２、２３、および支持部２４を形成する第３の工程と、［４］基板に支持体３および磁石４１、４２を接合する第４の工程とを有する。
【００４９】
以下、各工程を順次説明する。
［１］  まず、図５（ａ）に示すように、シリコンで構成された基板２Ａを用意する。
そして、図５（ｂ）に示すように、所定のマスクを介して基板２Ａの一方の面をエッチングして、溝２１３、を形成する。その際、溝２２２、２３２も溝２１３と同時に一括して形成する。
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。
【００５０】
［２］  次に、図５（ｃ）に示すように、形成された溝２１３の底面上に、コイル２１２を形成する。その際、配線２２１、２３１も、コイル２１２と同時に一括して形成する。
なお、配線２２１、２３１やコイル２１２の絶縁のための絶縁膜を形成する場合には、前述した本工程［２］の前に行う。
コイル２１２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。
【００５１】
［３］  次に、図５（ｄ）に示すように、所定のマスクを介して基板２Ａをエッチングして、可動板２１、１対の軸部材２２、２３、および支持部２４を形成する。これにより、基体２が得られる。
なお、本工程は、第１の工程の前や、第１の工程と第２の工程との間に行うことも可能である。
【００５２】
［４］  次に、図５（ｅ）に示すように、得られた基体２に支持体３および磁石４１、４２を直接性合や陽極接合により接合して、アクチュエータ１を得る。
以上説明したような製造方法によれば、基板２Ａをエッチングして溝を形成する第１の工程と、溝内にコイルおよび配線を形成する第２の工程とを有しているため、前述したようなアクチュエータ１を得ることができる。すなわち、得られるアクチュエータ１は、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することができる。
【００５３】
＜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６は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す部分拡大斜視図である。
以下、第２実施形態について説明するが、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。
【００５４】
本実施形態のアクチュエータは、振動部の構成が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態にかかるアクチュエータでは、図６に示すように、可動板２１Ａと１対の軸部材２２Ａ、２３Ａとで振動部（振動系）が構成されている。
可動板２１Ａには溝２１３Ａが形成され、この溝２１３Ａ内にコイル２１２が設置されている。また、軸部材２２Ａには溝２２２Ａが形成され、この溝２２２Ａ内に配線２２１が設置されている。また、軸部材２３Ａには溝２３２Ａが形成され、この溝２３２Ａ内に配線２３１が設置されている。
【００５５】
このような可動板２１Ａおよび１対の軸部材２２、２３で構成された振動部は、溝２１３Ａ、２２２Ａ、２３２Ａが形成された本体２５と、コイル２１２および配線２２１、２３１の一部を覆うように本体２５に接合された蓋部２６とを有する。
これにより、振動部の重心を可動板２１の回動中心軸Ｘに近づけることができる。その結果、振動特性を向上させることができる。
【００５６】
特に、蓋部２６は、可動板２１の回動中心軸Ｘ付近の少なくとも一部２６１を除くように設けられている。これにより、コイル２１２が渦巻状であっても、コイル２１２と配線２２１、２３１との電気的接続を許容しつつ、振動部の重心を可動板２１の回動中心軸Ｘに近づけることができる。
ここで、本体２５は、シリコンで構成されている。
【００５７】
また、本体２５に形成された溝２１３Ａ、２２２Ａ、２３２Ａの深さは、コイル２１２や配線２２１、２３１の厚さとほぼ等しくなっている。
また、蓋部２６の構成材料は、特に限定されないが、ポリシリコンが好適に用いられる。
また、このような蓋部２６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。また、蓋部２６を構成する層の形成は、前述した第１実施形態におけるアクチュエータ１の製造方法において、工程［２］と工程［３］との間、または、工程［３］と工程［４］との間に行うことができる。
【００５８】
以上説明したようなアクチュエータ１、１Ａは、例えば、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどに適用することができる。
アクチュエータ１、１Ａを光スキャナとして用いた場合、アクチュエータ１（本発明にかかる光スキャナ）は、光反射部２１１で反射した光を走査する。このような本発明にかかる光スキャナは、優れた信頼性を発揮することができる。
このような光スキャナは、例えば、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。
【００５９】
以下、本発明の光スキャナを備えた画像形成装置の具体例を説明する。
まず、電子写真方式を採用するプリンタに本発明を適用した例を説明する。
図７は、本発明の光スキャナを備える画像形成装置（プリンタ）の一例を示す全体構成の模式的断面図、図８は、図７に示す画像形成装置に備えられた露光ユニットの概略構成を示す図である。
【００６０】
図７に示す画像形成装置１１０（プリンタ）は、露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって、トナーからなる画像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体に記録するものである。このような画像形成装置１１０は、図７に示すように、図示矢印方向に回転する感光体１１１を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット１１２、露光ユニット１１３、現像ユニット１１４、転写ユニット１１５、クリーニングユニット１１６が配設されている。また、画像形成装置１１０は、図７にて、下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ１１７が設けられ、上部に、定着装置１１８が設けられている。
このような画像形成装置１１０にあっては、まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体１１１、現像ユニット１１４に設けられた現像ローラ（図示せず）、および中間転写ベルト１５１が回転を開始する。そして、感光体１１１は、回転しながら、帯電ユニット１１２により順次帯電される。
【００６１】
感光体１１１の帯電された領域は、感光体１１１の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット１１３によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
感光体１１１上に形成された潜像は、感光体１１１の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像のための現像装置１４４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体１１１上にイエロートナー像が形成される。このとき、現像ユニット１１４は、現像装置１４４が選択的に前記現像位置にて感光体１１１と対向している。なお、この選択は、保持体１４５の軸１４６まわりの回転により、現像装置１４１〜１４４の相対位置関係を維持しつつそれぞれの位置を変えることで行う。
【００６２】
感光体１１１上に形成されたイエロートナー像は、感光体１１１の回転に伴って一次転写位置（すなわち、感光体１１１と一次転写ローラ１５２との対向部）に至り、一次転写ローラ１５２によって、中間転写ベルト１５１に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ１５２には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１５１から離間している。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写ベルト１５１に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト１５１上にはフルカラートナー像が形成される。
【００６３】
一方、記録媒体Ｐは、給紙トレイ１１７から、給紙ローラ１７１、レジローラ１７２によって二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ１５５と駆動ローラ１５４との対向部）へ搬送される。
中間転写ベルト１５１上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト１５１の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ローラ１５５によって記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ１５５は中間転写ベルト１５１に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。また、中間転写ベルト１５１は、駆動ローラ１５４を回転させることで一次転写ローラ１５２および従動ローラ１５３を従動回転させながら回転する。
記録媒体Ｐに転写されたフルカラートナー像は、定着装置１１８によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐに融着される。その後、片面プリントの場合には、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対１７３によって画像形成装置１１０の外部へ排出される。
【００６４】
一方、感光体１１１は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット１１６のクリーニングブレード１６１によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット１１６内の残存トナー回収部に回収される。
両面プリントの場合には、定着装置１１８によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラ対１７３により挟持した後に、排紙ローラ対１７３を反転駆動するとともに、搬送ローラ対１７４、１７６を駆動して、当該記録媒体Ｐを搬送路１７５を通じて表裏反転して二次転写位置へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。
【００６５】
このような画像形成装置に備えられた露光ユニット１１３は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体１１１上に、レーザーを選択的に照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
より具体的に説明すると、露光ユニット１１３は、図８に示すように、光スキャナであるアクチュエータ１と、レーザー光源１３１と、コリメータレンズ１３２と、ｆθレンズ１３３とを有している。
【００６６】
露光ユニット１１３にあっては、レーザー光源１３１からコリメータレンズ１３２を介してアクチュエータ１（光反射部２１１）にレーザー光Ｌが照射される。そして、光反射部２１１で反射したレーザー光Ｌがｆθレンズを介して感光体１１１上に照射される。
その際、アクチュエータ１の駆動（可動板２１の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２１１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１１の軸線方向に走査（主走査）される。一方、感光体１１１の回転により、光反射部２１１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１１の周方向に走査（副走査）される。また、レーザー光源１３１から出力されるレーザー光Ｌの強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
このようにして露光ユニット１１３は、感光体１１１上を選択的に露光して画像形成（描画）を行う。
【００６７】
次に、イメージングディスプレイ（表示装置）に本発明を適用した例を説明する。
図９は、本発明の画像形成装置（イメージングディスプレイ）の一例を示す概略図である。
図９に示す画像形成装置１１９は、光スキャナであるアクチュエータ１と、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光源１９１、１９２、１９３と、クロスダイクロイックプリズム（Ｘプリズム）１９４と、ガルバノミラー１９５と、固定ミラー１９６と、スクリーン１９７とを備えている。
【００６８】
このような画像形成装置１１９にあっては、光源１９１、１９２、１９３からクロスダイクロイックプリズム１９４を介してアクチュエータ１（光反射部２１１）に各色の光が照射される。このとき、光源１９１からの赤色の光と、光源１９２からの緑色の光と、光源１９３からの青色の光とが、クロスダイクロイックプリズム１９４にて合成される。
【００６９】
そして、光反射部２１１で反射した光（３色の合成光）は、ガルバノミラー１９５で反射した後に、固定ミラー１９６で反射し、スクリーン１９７上に照射される。
その際、アクチュエータ１の駆動（可動板２１の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２１１で反射した光は、スクリーン１９７の横方向に走査（主走査）される。一方、ガルバノミラー１９５の軸線Ｙまわりの回転により、光反射部２１１で反射した光は、スクリーン１９７の縦方向に走査（副走査）される。また、各色の光源１９１、１９２、１９３から出力される光の強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
【００７０】
このようにして画像形成装置１１９は、スクリーン１９７上に画像形成（描画）を行う。
以上、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等では、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。
【００７１】
前述した実施形態では、コイル２１２および配線２２１、２３１を振動部内に埋設した構成を説明したが、コイル２１２または配線２２１、２３１のいずれかのみを振動部内に埋設してもよい。
また、前述した実施形態では、振動部が１自由度振動系を構成するものについて説明したが、振動部が２次自由度以上の振動系を構成していてもよい。例えば、振動部が２自由度振動系を構成する場合、振動部は、各軸部材の途中に駆動部材（質量部）を設けることにより構成する。これにより、振動部が２自由度振動系を構成し、駆動電圧を低減しつつ、可動板の振れ角を大きくすることができる。この場合、電磁駆動用のコイルは、１つまたは１対の駆動部材に設ける。この場合でも、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造時における工程を簡略化するとともに、優れた信頼性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【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に示すアクチュエータの平面図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの断面図（（ａ）は図２中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２中のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図４】図１に示すアクチュエータに備えられたコイルを説明するための部分拡大斜視図である。
【図５】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（縦断面図）である。
【図６】本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す部分拡大斜視図である。
【図７】本発明の光スキャナを備える画像形成装置（プリンタ）の一例を示す模式的断面図である。
【図８】図７の画像形成装置に備えられた露光ユニットの概略構成を示す図である。
【図９】本発明の光スキャナを備える画像形成装置（イメージングディスプレイ）の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７３】
１‥‥‥アクチュエータ  ２‥‥‥基体  ２Ａ‥‥‥基板  ２１、２１Ａ‥‥‥可動板  ２２、２２Ａ、２３、２３Ａ‥‥‥軸部材  ２４‥‥‥支持部  ２１１‥‥‥光反射部  ２１２‥‥‥コイル  ２１３、２１３Ａ‥‥‥溝  ２２１、２３１‥‥‥配線  ２２２、２２２Ａ、２３２、２３２Ａ‥‥‥溝  ２４１、２４２‥‥‥端子  ２１４‥‥‥配線  ２５‥‥‥本体  ２６‥‥‥蓋部  ４１、４２‥‥‥磁石  ３‥‥‥支持体  １１０‥‥‥画像形成装置  １１１‥‥‥感光体  １１２‥‥‥帯電ユニット  １１３‥‥‥露光ユニット  １１４‥‥‥現像ユニット  １１５‥‥‥転写ユニット  １１６‥‥‥クリーニングユニット  １１７‥‥‥給紙トレイ  １１８‥‥‥定着装置  １１９‥‥‥画像形成装置  １３１‥‥‥レーザー光源  １３２‥‥‥コリメータレンズ  １３３‥‥‥ｆθレンズ  １４１〜１４４‥‥‥現像装置  １４５‥‥‥保持体  １４６‥‥‥軸  １５１‥‥‥中間転写ベルト  １５２‥‥‥一次転写ローラ  １５３‥‥‥従動ローラ  １５４‥‥‥駆動ローラ  １５５‥‥‥二次転写ローラ  １６１‥‥‥クリーニングブレード  １７１‥‥‥給紙ローラ  １７２‥‥‥レジローラ  １７３‥‥‥排紙ローラ対  １７４、１７６‥‥‥搬送ローラ対  １７５‥‥‥搬送路  １９１〜１９３‥‥‥光源  １９４‥‥‥クロスダイクロイックプリズム  １９５‥‥‥ガルバノミラー  １９６‥‥‥固定ミラー  １９７‥‥‥スクリーン  ２６１‥‥‥一部  Ｐ‥‥‥記録媒体  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】
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