JP2006309018A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】振れ角（振幅）を増大させつつ、小型化を図ることができる安価なアクチュエータを提供すること。
【解決手段】板状または略板状をなす質量部２１と、質量部２１を支持するための支持部２２と、質量部２１を支持部２２に対して回動可能とするように質量部２１と支持部２２とを連結する弾性連結部２３、２４と、弾性連結部２３、２４と支持部２２（またはこれに対し固定的に設けられた部分）とを連結するとともにこれらの間で伸縮する圧電素子３１、３２、３３、３４とを有し、圧電素子３１、３２、３３、３４が質量部２１の板面にほぼ平行でかつ質量部２１の回動中心軸２５にほぼ直角な方向に伸縮することにより、弾性連結部２３、２４にねじりトルクを与えて、質量部２１を回動させるよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータに関するものである。

例えば、レーザープリンタ等に用いられるアクチュエータとしてポリゴンミラー（回転多面体）が知られている。
しかし、このようなポリゴンミラーにおいて、より高解像度で品質のよい印字と高速印刷を達成するには、ポリゴンミラーの回転をさらに高速にしなければならない。
現在のポリゴンミラーには高速安定回転を維持するためにエアーベアリングが使用されているが、今以上の高速回転を得るのは困難となっている。また、高速にするためには、大型のモーターが必要であり、機器の小型化の面で不利であるという問題がある。

また、このようなポリゴンミラーを用いると、構造が複雑となり、コストが高くなるといった問題も生じる。
そこで、構造の比較的簡単なアクチュエータとして、ねじり振動子を用いたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１に記載のアクチュエータは、板状の反射ミラーを弾性変形部材により回動可能に支持し、圧電素子をその伸縮方向を反射ミラーの板厚方向とするように、圧電素子の伸縮方向での一端部が支持されているとともに他端部が弾性変形部材に接続されている。そして、圧電素子の駆動により、弾性変形部材をねじり変形させ、これに伴って、反射ミラーを回動（振動）させる。
しかしながら、かかるアクチュエータにあっては、圧電素子の伸縮方向が反射ミラーの板厚方向であるので、反射ミラーの回動角度を大きくするために、伸縮幅の大きい圧電素子を用いると、反射ミラーの板厚方向に圧電素子の寸法が大きくなり、アクチュエータの大型化を招いてしまう。

特開平１１−１１９１３７号公報

本発明の目的は、振れ角（振幅）を増大させつつ、小型化を図ることができる安価なアクチュエータを提供することにある。

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、板状または略板状をなす質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を前記支持部に対して回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結する弾性連結部と、
前記弾性連結部と前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分とを連結するとともにこれらの間で伸縮する圧電素子とを有し、
前記圧電素子が前記質量部の板面にほぼ平行でかつ前記質量部の回動中心軸にほぼ直角な方向に伸縮することにより、前記弾性連結部にねじりトルクを与えて、前記質量部を回動させるよう構成されていることを特徴とする。

これにより、伸縮幅の大きい圧電素子を用いて、質量部の振れ角（振幅）を大きくしても、質量部の板厚方向に大型化するのを防止することができる。したがって、振れ角（振幅）を増大させつつ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
また、本発明のアクチュエータは、比較的簡単な構造であるため、低コスト化を図ることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記弾性連結部の横断面は、前記質量部の板厚方向を長手とする形状をなしていることが好ましい。
これにより、質量部の板厚方向における弾性連結部の両端部に圧電素子を接続することにより、比較的簡単な構成で、圧電素子の伸縮幅を抑えつつ、質量部の振れ角（振幅）をより増大させることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記弾性連結部の横断面は、長方形をなしていることが好ましい。
これにより、より簡単な構成で、圧電素子の伸縮幅を抑えつつ、質量部の振れ角（振幅）をより増大させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記弾性連結部は、前記回動中心軸を介して、前記質量部の板厚方向に互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材で構成されていることが好ましい。
これにより、１対の棒状連結部材のそれぞれが主として曲げ変形することにより、弾性連結部全体として回動中心軸まわりにねじれ変形させて、質量部を回動させることができる。そのため、１本の弾性連結部で質量部と支持部とを連結する場合に比べて、弾性連結部に生じる応力を緩和することができる。

本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子の伸縮方向での両端部のうち、一端部が前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分に接続され、他端部が前記質量部の板厚方向における前記弾性連結部の端面に接続されていることが好ましい。
これにより、圧電素子を弾性連結部に接合する位置と回動中心軸との間の距離を大きくとることができる。そのため、圧電素子の駆動に対する質量部の追従性（応答性）を優れたものとすることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記弾性連結部の前記端面は、前記質量部の板面に平行でかつほぼ平坦となっていることが好ましい。
これにより、質量部の板厚方向における弾性連結部の端面に圧電素子を比較的簡単かつ確実に接合することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記回動中心軸が前記質量部のほぼ中央を貫いており、前記圧電素子は、前記回動中心軸に対して互いに反対方向に偏心した位置に１対設けられていることが好ましい。
これにより、弾性変形部の姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子の駆動力を弾性連結部に効果的に伝達することができる。そのため、質量部の回動動作をより円滑に行うことができる。

本発明のアクチュエータでは、前記１対の圧電素子は、互いに前記回動中心軸に対して対称に設けられ、交互に伸縮動することが好ましい。
これにより、より確実に、弾性変形部の姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子の駆動力を弾性連結部に効果的に伝達することができる。そのため、質量部の回動動作をさらに円滑に行うことができる。
本発明のアクチュエータでは、前記質量部は、その少なくとも一方の面に、光反射部を有していることが好ましい。
これにより、本発明のアクチュエータを光スキャナに適用することができる。

本発明のアクチュエータは、板状または略板状をなす第１の質量部と、
第２の質量部と、
前記第１の質量部および前記第２の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して回動可能とするように前記第１の質量部と前記支持部とを連結する第１の弾性連結部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して回動可能とするように前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
前記第１の弾性連結部と前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分とを連結するとともにこれらの間で伸縮する圧電素子とを有し、
前記圧電素子が前記第１の質量部の板面にほぼ平行でかつ前記第１の質量部の回動中心軸にほぼ直角な方向に伸縮することにより、前記第１の弾性連結部にねじりトルクを与えて、前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部にねじりトルクを与えて、前記第２の質量部を回動させるよう構成されていることを特徴とする。

これにより、伸縮幅の大きい圧電素子を用いて、第１の質量部の振れ角（振幅）を大きくしても、第１の質量部の板厚方向に大型化するのを防止することができる。したがって、振れ角（振幅）を増大させつつ、アクチュエータの小型化を図ることができる。この場合、第１の質量部の振れ角を抑えつつ、第２の質量部の振れ角を大きくすることができる。
また、本発明のアクチュエータは、比較的簡単な構造であるため、低コスト化を図ることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記第１の弾性連結部の横断面は、前記第１の質量部の板厚方向を長手とする形状をなしていることが好ましい。
これにより、第１の質量部の板厚方向における第１の弾性連結部の両端部に圧電素子を接続することにより、比較的簡単な構成で、圧電素子の伸縮幅を抑えつつ、第１の質量部の振れ角（振幅）をより増大させることができる。その結果、第２の質量部の振れ角をより増大させることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記第１の弾性連結部の横断面は、長方形をなしていることが好ましい。
これにより、より簡単な構成で、圧電素子の伸縮幅を抑えつつ、第１の質量部の振れ角（振幅）をより増大させることができる。その結果、第２の質量部の振れ角をより増大させることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記第１の弾性連結部は、前記回動中心軸を介して、前記第１の質量部の板厚方向に互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材で構成されていることが好ましい。
これにより、１対の棒状連結部材のそれぞれが主として曲げ変形することにより、第１の弾性連結部全体として回動中心軸まわりにねじれ変形させて、第１の質量部を回動させることができる。そのため、１本の弾性連結部で第１の質量部と支持部とを連結する場合に比べて、第１の弾性連結部に生じる応力を緩和することができる。

本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子の伸縮方向での両端部のうち、一端部が前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分に接続され、他端部が前記第１の質量部の板厚方向における前記第１の弾性連結部の端面に接続されていることが好ましい。
これにより、圧電素子を第１の弾性連結部に接合する位置と回動中心軸との間の距離を大きくとることができる。そのため、圧電素子の駆動に対する第１の質量部の追従性（応答性）を優れたものとすることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記第１の弾性連結部の前記端面は、前記第１の質量部の板面に平行でかつほぼ平坦となっていることが好ましい。
これにより、第１の質量部の板厚方向における第１の弾性連結部の端面に圧電素子を比較的簡単かつ確実に接合することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記回動中心軸が前記第１の質量部のほぼ中央を貫いており、前記圧電素子は、前記回動中心軸に対して互いに反対方向に偏心した位置に１対設けられていることが好ましい。
これにより、第１の弾性変形部の姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子の駆動力を第１の弾性連結部に効果的に伝達することができる。そのため、第１の質量部の回動動作をより円滑に行うことができる。

本発明のアクチュエータでは、前記１対の圧電素子は、互いに前記回動中心軸に対して対称に設けられ、交互に伸縮動することが好ましい。
これにより、より確実に、第１の弾性変形部の姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子の駆動力を第１の弾性連結部に効果的に伝達することができる。そのため、第１の質量部の回動動作をさらに円滑に行うことができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第２の質量部は、その少なくとも一方の面に、光反射部を有していることが好ましい。
これにより、本発明のアクチュエータを光スキャナに適用することができる。

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＞
まず、本発明のアクチュエータの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す部分断面斜視図、図２は、図１に示すアクチュエータの分解図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

アクチュエータ１は、図１に示すように、振動系を有する基体２と、この基体２の振動系を駆動する圧電素子３１、３２、３３、３４と、基体２を下方から支持する支持部材４とを有している。なお、後述する支持部２２の剛性が比較的高い場合などには、支持部材４を設けなくてもよい。
基体２は、質量部２１と、この質量部２１を囲むように形成された枠状の支持部２２と、質量部２１と支持部２２とを連結する１対の弾性連結部２３、２４とを備えている。なお、支持部２２は、枠状をなしていなくてもよく、例えば、弾性連結部２３に接続される部分と、弾性連結部２４に接続される部分とに分割されていてもよい。

質量部２１は、板状をなし、その上面には、光反射部２１１が設けられている。これにより、本発明のアクチュエータ１を光スキャナに適用することができる。なお、質量部２１は、略板状をなしていればよい。
質量部２１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。
このような質量部２１と、これを囲むよう形成された枠状の支持部２２との間に、これらを連結する１対の弾性連結部２３、２４が設けられている。

１対の弾性連結部２３、２４は、互いに同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回動軸線）２５として、質量部２１が支持部２２に対して回動可能となっている。
弾性連結部２３、２４の横断面は、それぞれ、質量部２１の板厚方向を長手とする形状をなしている。より具体的には、弾性連結部２３、２４の横断面は、長方形をなしている。したがって、このような弾性連結部２３、２４の端面（質量部２１の板厚方向における弾性連結部２３、２４の端面）は、質量部２１の板面に平行でかつほぼ平坦となっている。

弾性連結部２３、２４のばね定数ｋ_１は、それぞれ、１×１０^−４〜１×１０^４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０^−２〜１×１０^３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０^−１〜１×１０^２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、後述する圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動電圧の低減化を図りつつ、質量部２１の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
このように、基体２は、質量部２１と弾性連結部２３、２４とからなる振動系を有する１自由度振動系を構成する。

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る。このような基体２に対し、質量部２１と、支持部２２と、弾性連結部２３、２４とが一体的に形成されている。言い換えすれば、基体２に異形孔が形成されることにより、質量部２１と、支持部２２と、弾性連結部２３、２４とが形成されている。これにより、（１）製作工程が少なくてすむので安価となる。（２）一体型なので亀裂などの故障を回避できる。（３）弾性体としての設計が容易となる。

前述したような振動系を駆動するために、図中矢印方向に伸縮する圧電素子３１、３２、３３、３４が支持部２２に支持されているとともに、圧電素子３１、３２が弾性連結部２３に接続され、圧電素子３３、３４が弾性連結部２４に接続されている。
より具体的には、基体２に対し上方に圧電素子３１が位置し、下方に圧電素子３２が位置しているとともに、圧電素子３１、３２の伸縮方向での一端部が支持部２２に、他端部が弾性連結部２３に接続されている。これと同様に、基体２に対し上方に圧電素子３３が位置し、下方に圧電素子３４が位置しているとともに、圧電素子３３、３４の伸縮方向での一端部が支持部２２に、他端部が弾性連結部２４に接続されている。また、圧電素子３１と圧電素子３２とは回動中心軸２５に対し対称に設けられている。これと同様に、圧電素子３３と圧電素子３４とは回動中心軸２５に対し対称に設けられている。

なお、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮方向での一端部は、支持部２２に直接接続されていなくても、支持部２２に対し固定的に設けられた部分に接続されていればよい。すなわち、圧電素子３１、３２、３３、３４は、弾性連結部２３、２４と支持部２２またはこれに対し固定的に設けられた部分とを連結するとともにこれらの間で伸縮するものであればよい。

特に、本実施形態では、回動中心軸２５が質量部２１のほぼ中央を貫いており、圧電素子３１と圧電素子３２とは、回動中心軸２５に対して互いに反対方向に偏心した位置に設けられている。また、これと同様に、圧電素子３３と圧電素子３４とは、回動中心軸２５に対して互いに反対方向に偏心した位置に設けられている。これにより、弾性連結部２３、２４の姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力を弾性連結部２３、２４に効果的に伝達することができる。そのため、質量部２１の回動動作をより円滑に行うことができる。

また、弾性連結部２３、２４の横断面は、それぞれ、質量部２１の板厚方向を長手とする形状をなしているので、質量部２１の板厚方向における弾性連結部２３、２４の両端部に圧電素子３１、３２、３３、３４を接続することにより、比較的簡単な構成で、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮幅を抑えつつ、質量部２１の振れ角（振幅）をより増大させることができる。特に、弾性連結部２３、２４の横断面は、長方形をなしているので、より簡単な構成で、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮幅を抑えつつ、質量部２１の振れ角（振幅）をより増大させることができる。

また、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮方向での両端部のうち、一端部が支持部２２に接続され、他端部が質量部２１の板厚方向における弾性連結部２３、２４の端面に接続されているので、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力により弾性連結部２３、２４をねじれ変形させて、質量部２１を回動させることができる。その際、圧電素子３１、３２、３３、３４を弾性連結部２３、２４に接合する位置と回転中心軸２５との間の距離を大きくとることができる。そのため、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動（伸縮動）に対する質量部２１の追従性（応答性）を優れたものとすることができる。特に、このような弾性連結部２３、２４の端面（質量部２１の板厚方向における弾性連結部２３、２４の端面）は、質量部２１の板面に平行でかつほぼ平坦となっているので、質量部２１の板厚方向における弾性連結部２３、２４の端面に圧電素子３１、３２、３３、３４を比較的簡単かつ確実に接合することができる。

このような圧電素子３１、３２、３３、３４は、それぞれ、図示しない駆動手段に接続されており、この駆動手段から電極の供給を受けて駆動する。
支持部材４は、例えば、各種ガラスやシリコン等を主材料として構成されている。
支持部材４には、図１および図２に示すように、質量部２１の回動を許容するように、開口部４１が形成されている。

この開口部４１は、質量部２１が回動（振動）する際に、支持部材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、質量部２１の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。なお、質量部２１の回動を許容できれば、支持部材４に、開口部４１に代えて凹部を形成し、これにより、前述したような逃げ部を構成してもよい。
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。

すなわち、圧電素子３１、３２を伸張状態とするとともに、圧電素子３３、３４を収縮状態とする状態と、圧電素子３１、３２を収縮状態とするとともに、圧電素子３３、３４を伸長状態とする状態とを交互に繰り返す。
これにより、弾性連結部２３、２４が回動中心軸２５を中心に捩れて、質量部２１が支持部２２に対し回動中心軸２５まわりに回動（振動）する。このとき、互いに回動中心軸２５に対して対称に設けられた１対の圧電素子３１、３２が、同時に伸縮動する。また、これと同期して、互いに回動中心軸２５に対して対称に設けられた１対の圧電素子３３、３４が、同時に伸縮動する。これにより、より確実に、弾性連結部２３、２４の姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力を弾性連結部２３、２４に効果的に伝達することができる。そのため、質量部２１の回動動作をさらに円滑に行うことができる。

以上のように、アクチュエータ１は、圧電素子３１、３２、３３、３４が質量部２１の板面にほぼ平行でかつ質量部２１の回動中心軸２５にほぼ直角な方向に伸縮することにより、弾性連結部２３、２４にねじりトルクを与えて、質量部２１を回動（振動）させるよう構成されている。
以上説明したようなアクチュエータ１にあっては、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮方向が質量部２１（すなわち基体２）の板面に平行であるので、伸縮幅の大きい圧電素子３１、３２、３３、３４を用いて、質量部２１の回動角（振れ角）を大きくしても、質量部２１（すなわち基体２）の板厚方向に大型化するのを防止することができる。したがって、質量部２１の回動角（振れ角）を大きくしつつ、質量部２１（すなわち基体２）の板厚方向におけるアクチュエータ１の小型化を図ることができる。
このため、このようなアクチュエータ１を、例えば光スキャナに適用した場合には、小型化を図りつつ、より解像度の高いスキャニングを行うことが可能となる。

また、このようなアクチュエータ１は、従来のポリゴンミラーのような大型のモータを必要としないので、この点でも、アクチュエータの小型化を図ることができる。
さらに、前述したようなアクチュエータ１は、比較的簡単な構造であるため、低コスト化を図ることができる。
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３および図４は、それぞれ、第１実施形態の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および図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

［Ａ１］
まず、例えばシリコンを主材料として構成された基板５を用意する。
そして、基板５の両方の面に、フォトレジストを塗布し、露光、現像を行う。これにより、図３（ａ）に示すように、質量部２１、支持部２２、弾性連結部２３、２４の形状に対応するように、レジストマスク６を形成する。なお、レジストマスク６に代えて、質量部２１、支持部２２、弾性連結部２３、２４の形状に対応する形状をなす金属マスク、ＳｉＯ_２マスク、ＳｉＮマスクを用いることもできる。

［Ａ２］
次に、このレジストマスク６を介して、基板５の両面をエッチングする。これにより、図３（ｂ）に示すように、質量部２１、支持部２２、弾性連結部２３、２４が形成される。なお、その際、エッチングは、基板５の両面に対して、同時に行ってもよいし、片面ずつ行ってもよい。

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。

［Ａ３］
そして、レジストマスク６を除去した後、質量部２１上に金属膜を成膜し、光反射部２１１を形成して、図３（ｃ）に示すように、基体２を得る。
金属膜の成膜方法としては、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。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。
なお、前述の工程［Ａ１］にてレジストマスク６に代えて金属マスクを使用した場合、前述の工程［Ａ２］にて、金属マクスの一部を除去せずに光反射部２１１としてもよい。
以上の工程により、図３（ｃ）に示すように、質量部２１、支持部２２、弾性連結部２３、２４が一体的に形成された構造体、すなわち基体２が得られる。

［Ａ４］
次に、図４（ａ）に示すように、支持部材４を形成するための基板として、例えばシリコンを主材料として構成された基板７を用意する。なお、基板７として、ガラス基板等を用いることもできる。
［Ａ５］
そして、基板７に、開口部４１を形成する領域を除いた部分に対応するように、例えば、アルミニウム等により金属マスクを形成する。
次に、この金属マスクを介して、基板７をエッチングした後、金属マスクを除去する。これにより、図４（ｂ）に示すように、開口部４１が形成された支持部材４が得られる。

［Ａ６］
次に、図４（ｃ）に示すように、前記工程［Ａ３］で得られた構造体の基体２と、工程［Ａ５］で得られた支持部材４とを、例えば直接接合等により接合するとともに、基体２の両面に圧電素子３１、３２、３３、３４を取り付けて、アクチュエータ１を得る。
なお、基板７としてガラス基板を用いた場合には、基体２と支持部材４とを接合を陽極接合により行うことができる。
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。

＜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５は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す部分断面斜視図、図６は、図５に示すアクチュエータのＡ−Ａ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

以下、第２実施形態のアクチュエータについて、前述した第１実施形態のアクチュエータ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。
第２実施形態のアクチュエータ１Ａは、第１実施形態の弾性連結部２３、２４に代えて、弾性連結部２３Ａ、２４Ａを有している以外は、第１実施形態のアクチュエータ１とほぼ同様である。

すなわち、図５および図６に示すアクチュエータ１Ａは、振動系を有する基体２Ａと、この基体２Ａの振動系を駆動する圧電素子３１、３２、３３、３４と、基体２Ａを下方から支持する支持部材４とを有している。
基体２Ａは、質量部２１Ａと、この質量部２１Ａを囲むように形成された枠状の支持部２２Ａと、質量部２１Ａと支持部２２Ａとを連結する１対の弾性連結部２３Ａ、２４Ａとを備えている。
特に、本実施形態では、弾性連結部２３Ａが、上下に間隔を隔てた平行な１対の棒状連結部材２３１、２３２を有し、これと同様に、弾性連結部２４Ａが、上下に間隔を隔てた平行な１対の棒状連結部材２４１、２４２を有している。

棒状連結部材２３１と棒状連結部材２３２とは、棒状連結部材２３１が回動中心軸２５の上方に位置するとともに、棒状連結部材２３２が回動中心軸２５の下方に位置して、互いに間隔を隔てて対向している。また、棒状連結部材２３１と棒状連結部材２３２とは、それぞれ、その横断面が三角形状をなしている。なお、棒状連結部材２３１、２３２の横断面形状は、前述したものに限定されず、例えば、四角形、五角形などの他の多角形、円形、楕円形などであってもよい。
また、棒状連結部材２３１と棒状連結部材２３２とは、それぞれ、互いに対向する方向に向けて、その横断面積が漸減するようになっている。また、棒状連結部材２３１の下端、棒状連結部材２３２の上端が、質量部２１の板面（すなわち基体２の板面）とほば平行かつほぼ平坦な面となっている。

前述した棒状連結部材２３１、２３２と同様に、棒状連結部材２４１と棒状連結部材２４２とは、棒状連結部材２４１が回動中心軸２５の上方に位置するとともに、棒状連結部材２４２が回動中心軸２５の下方に位置して、互いに間隔を隔てて対向している。また、棒状連結部材２４１と棒状連結部材２４２とは、それぞれ、その横断面が三角形状をなしている。なお、棒状連結部材２４１、２４２の横断面形状は、前述したものに限定されず、例えば、四角形、五角形などの他の多角形、円形、楕円形などであってもよい。

また、棒状連結部材２４１と棒状連結部材２４２とは、互いに対向する方向に向けて、その横断面積が漸減するようになっている。また、棒状連結部材２４１の下端、棒状連結部材２４２の上端が、質量部２１の板面（すなわち基体２の板面）とほば平行かつほぼ平坦な面となっている。
このような弾性連結部２３Ａ、２４Ａにあっては、棒状連結部材２３１の下面に圧電素子３１、棒状連結部材２３２の上面に圧電素子３２が接続されている。また、棒状連結部材２４１の下面に圧電素子３３、棒状連結部材２４２の上面に圧電素子３４が接続されている。

より具体的には、基体２Ａに対し上方に圧電素子３１が位置し、下方に圧電素子３２が位置しているとともに、圧電素子３１、３２の伸縮方向での一端部が支持部２２Ａに、圧電素子３１の伸縮方向での他端部が棒状連結部材２３１の下端、圧電素子３２の伸縮方向での他端部が棒状連結部材２３２の上端に接続されている。これと同様に、基体２Ａに対し上方に圧電素子３３が位置し、下方に圧電素子３４が位置しているとともに、圧電素子３３、３４の伸縮方向での一端部が支持部２２Ａに、圧電素子３３の伸縮方向での他端部が棒状連結部材２４１の下端、圧電素子３４の伸縮方向での他端部が棒状連結部材２４２の上端に接続されている。
このような第２実施形態のアクチュエータ１Ａによっても、前述した第１実施形態のアクチュエータ１と同様の作用・効果が得られる。

これに加え、本実施形態のアクチュエータ１Ａは、棒状連結部材２３１、２３２、２４１、２４２のそれぞれが主として曲げ変形することにより、弾性連結部２３Ａ全体および弾性連結部２４Ａ全体を回動中心軸まわりにねじれ変形させて、質量部２１を回動させることができる。そのため、質量部２１と支持部２２とを連結する弾性連結部が１本の棒状連結部材で構成されている場合に比べて、弾性連結部２３Ａ、２４Ａに生じる応力を緩和することができる。
このようなアクチュエータ１Ａ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２実施形態のアクチュエータ１Ａ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７および図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

［Ｂ１］
まず、例えばシリコンを主材料として構成された基板５Ａを用意する。本実施形態では、基板５Ａには、（１００）基板のシリコン単結晶基板を用いる。
そして、基板５Ａの両方の面に、フォトレジストを塗布し、露光、現像を行う。これにより、図７（ａ）に示すように、質量部２１Ａ、支持部２２Ａ、弾性連結部２３Ａ、２４Ａの形状に対応するように、レジストマスク６Ａを形成する。なお、レジストマスク６Ａに代えて、質量部２１Ａ、支持部２２Ａ、弾性連結部２３Ａ、２４Ａの形状に対応する形状をなす金属マスクを用いることもできる。

［Ｂ２］
次に、このレジストマスク６Ａを介して、基板５Ａの両面に対し異方性エッチングを行う。シリコンに対する異方性エッチングは（１００）面で速く進み、（１１１）面で遅く進むため、まず、基板５Ａは、図７（ｂ）に示すように、基板５Ａを上下に貫通する孔が形成される。その後、エッチングが側方に進んで、図７（ｃ）に示す状態を経て、図７（ｄ）に示すように、質量部２１Ａ、支持部２２Ａ、弾性連結部２３Ａ、２４Ａが形成される。

［Ｂ３］
そして、レジストマスク６Ａを除去した後、質量部２１Ａ上に金属膜を成膜し、光反射部２１１を形成して、図７（ｅ）に示すように、基体２Ａを得る。
金属膜の成膜方法としては、前述した第１実施形態の工程［Ａ３］と同様に、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。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。

なお、前述した第１実施形態と同様に、前述の工程［Ｂ１］にてレジストマスク６Ａに代えて金属マスクを使用した場合、前述の工程［Ｂ２］にて、金属マクスの一部を除去せずに光反射部２１１としてもよい。
以上の工程により、図７（ｅ）に示すように、質量部２１Ａ、支持部２２Ａ、弾性連結部２３Ａ、２４Ａが一体的に形成された構造体、すなわち基体２Ａが得られる。

［Ｂ４］
次に、図８（ａ）に示すように、前述した第１実施形態の工程［Ａ４］と同様に、支持部材４を形成するための基板として、例えばシリコンを主材料として構成された基板７を用意する。なお、基板７として、ガラス基板等を用いることもできる。
［Ｂ５］
そして、前述した第１実施形態の工程［Ａ５］と同様に、基板７に、開口部４１を形成する領域を除いた部分に対応するように、例えば、アルミニウム等により金属マスクを形成する。
次に、この金属マスクを介して、基板７をエッチングした後、金属マスクを除去する。これにより、図８（ｂ）に示すように、開口部４１が形成された支持部材４が得られる。

［Ｂ６］
次に、図８（ｃ）に示すように、前記工程［Ｂ３］で得られた構造体の基体２Ａと、工程［Ｂ５］で得られた支持部材４とを、例えば直接接合等により接合するとともに、基体２Ａの両面に圧電素子３１、３２、３３、３４を取り付けて、アクチュエータ１Ａを得る。
なお、基板７としてガラス基板を用いた場合には、基体２Ａと支持部材４との接合を陽極接合により行うことができる。
以上のようにして、第２実施形態のアクチュエータ１Ａが製造される。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のアクチュエータの第３実施形態について説明する。
図９は、本発明のアクチュエータの第３実施形態を示す平面図、図１０は、図９に示すアクチュエータのＢ−Ｂ線断面図、図１１は、印加した交流電圧の周波数と、第１の質量部および第２の質量部の共振曲線を示すグラフである。なお、以下では、説明の便宜上、図１０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

以下、第３実施形態のアクチュエータについて、前述した第１実施形態のアクチュエータ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。
第３実施形態のアクチュエータ１Ｂは、２自由度振動系のアクチュエータである以外は、第１実施形態のアクチュエータ１とほぼ同様である。
すなわち、図９および図１０に示すアクチュエータ１Ｂは、２自由度振動系を有する基体２Ｂと、この基体２Ｂの振動系を駆動する圧電素子３１、３２、３３、３４と、基体２Ｂを下方から支持する支持部材４Ｂとを有している。

基体２Ｂは、１対の第１の質量部（駆動部）２１Ｂ、２１Ｃと、第２の質量部（可動部）２１Ｄと、１対の支持部２２Ｂ、２２Ｃとを有している。
このアクチュエータ１Ｂは、第２の質量部２１Ｄが基体２Ｂのほぼ中央に位置するとともに、この第２の質量部２１Ｄを介し、第１の質量部２１Ｃが一端側（右側）に設けられ、第１の質量部２１Ｂが他端側（左側）に設けられている。

第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃおよび第２の質量部２１Ｄは、いずれも、ほぼ平板状をなしている。また、本実施形態では、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃは、互いにほぼ同一形状かつほぼ同一寸法で、第２の質量部２１Ｄを介して、ほぼ対称に設けられている。
また、第１の質量部２１Ｃの図中右側に一方の支持部２２Ｃが配置され、第１の質量部２１Ｂの図中左側に他方の支持部２２Ｂが配置されている。
第２の質量部２１Ｄの上面（後述する支持部材４Ｂと反対側の面）には、光反射部２１１が設けられている。これにより、本発明のアクチュエータ１Ｂを光スキャナに適用することができる。

また、アクチュエータ１Ｂは、図９に示すように、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃが対応する支持部２２Ｂ、２２Ｃに対して回動可能となるように、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃと支持部２２Ｂ、２２Ｃとを連結する一対の第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂを有している。また、第２の質量部２１Ｄが第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃに対して回動可能となるように、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃと、第２の質量部２１Ｄとを連結する一対の第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃを有している。

すなわち、第２の質量部２１Ｄは第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃを介して、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃにそれぞれ接続され、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃは、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂを介して支持部２２Ｂ、２２Ｃにそれぞれ接続されている。また、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂと、第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃとは同軸的に設けられており、これらが回動中心軸（回転軸）２５となる。

第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの横断面は、それぞれ、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板厚方向を長手とする形状をなしている。より具体的には、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの横断面は、それぞれ、長方形をなしている。
これらの第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃ、第２の質量部２１Ｄ、支持部２２Ｂ、２２Ｃ、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂおよび第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃは、後述するように、例えば、シリコン等を主材料として、好ましくは一体的に形成されている。

このように、基体２Ｂは、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃと第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂとからなる第１の振動系と、第２の質量部２１Ｄと第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃとからなる第２の振動系とを有する２自由度振動系を構成する。
このような２自由度振動系を駆動するために、図中矢印方向に伸縮する圧電素子３１、３２が支持部２２Ｂ、圧電素子３３、３４が支持部２２Ｃに支持されているとともに、圧電素子３１、３２が第１の弾性連結部２３Ｂに接続され、圧電素子３３、３４が第１の弾性連結部２４Ｂに接続されている。

より具体的には、基体２Ｂに対し上方に圧電素子３１が位置し、下方に圧電素子３２が位置しているとともに、圧電素子３１、３２の伸縮方向での一端部が支持部２２Ｂに、他端部が第１の弾性連結部２３Ｂに接続されている。これと同様に、基体２Ｂに対し上方に圧電素子３３が位置し、下方に圧電素子３４が位置しているとともに、圧電素子３３、３４の伸縮方向での一端部が支持部２２Ｃに、他端部が第１の弾性連結部２４Ｂに接続されている。また、圧電素子３１と圧電素子３２とは回動中心軸２５に対し対称に設けられている。これと同様に、圧電素子３３と圧電素子３４とは回動中心軸２５に対し対称に設けられている。
このような圧電素子３１、３２、３３、３４は、それぞれ、図示しない駆動手段に接続されており、この駆動手段から電極の供給を受けて駆動する。

支持部材４Ｂは、各種ガラスやシリコン等を主材料として構成され、支持部２２Ｂ、２２Ｃに接合されている。
支持部材４Ｂは、図９および図１０に示すように、前述した２自由度振動系に対応する位置に開口部４１Ｂが形成されている。この開口部４１Ｂは、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃおよび第２の質量部２１Ｄが回動（振動）する際に、これらが支持部材４Ｂ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）４１Ｂを設けることにより、アクチュエータ１Ｂ全体の大型化を防止しつつ、第２の質量部２１Ｄの振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。

なお、逃げ部は、前述したような効果を十分に発揮し得る構成であれば、必ずしも支持部材４Ｂの下面（基体２Ｂ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、支持部材４Ｂの上面に形成された凹部で構成することもできる。
このようなアクチュエータ１Ｂは、次のようにして駆動する。
すなわち、圧電素子３１、３２と圧電素子３３、３４とに対し、交互に電圧（例えば位相を１８０°ずらした交流（交番）電圧）を印加する。すると、圧電素子３１、３２を伸張状態とするとともに、圧電素子３３、３４を収縮状態とする状態と、圧電素子３１、３３を収縮状態とするとともに、圧電素子３３、３４を伸長状態とする状態とを交互に繰り返す。

これにより、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂが回動中心軸２５を中心に捩れて、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃが支持部２２Ｂ、２２Ｃに対し回動中心軸２５まわりに回動（振動）する。このとき、圧電素子３１、３２、３３、３４が第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板面にほぼ平行でかつ第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの回動中心軸２５にほぼ直角な方向に伸縮することにより、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂにねじりトルクを与えて、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃを回動させる。

そして、この第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振動（駆動）に伴って、第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃにねじりトルクを与えて、第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃを介して第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃに連結されている第２の質量部２１Ｄも、回動中心軸２５（第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃ）を軸に振動（回転）する。
ここで、第１の質量部２１Ｃの回動中心軸２５からこれに対してほぼ垂直な方向（長手方向）での長さをＬ_１とし、第１の質量部２１Ｂの回動中心軸２５からこれに対してほぼ垂直な方向（長手方向）での長さをＬ_２とし、第２の質量部２１Ｄの回動中心軸２５からこれに対してほぼ垂直な方向での長さをＬ_３としたとき、本実施形態では、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃが、それぞれ独立して設けられているため、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃと、第２の質量部２１Ｄとが干渉せず、第２の質量部２１Ｄの大きさ（長さＬ_３）にかかわらず、Ｌ_１およびＬ_２を小さくすることができる。これにより、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの回転角度（振れ角）を大きくすることができ、第２の質量部２１Ｄの回転角度を大きくすることができる。
ここで、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃおよび第２の質量部２１Ｄの寸法は、それぞれ、Ｌ_１＜Ｌ_３かつＬ_２＜Ｌ_３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、Ｌ_１およびＬ_２をより小さくすることができ、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの回転角度をより大きくすることができ、第２の質量部２１Ｄの回転角度をさらに大きくすることができる。
この場合、第２の質量部２１Ｄ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２１Ｂ、２１Ｃの低電圧駆動と、第２の質量部２１Ｄ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１Ｂ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、より容易に装置を小型化することができる。

なお、前述したように、本実施形態では、Ｌ_１とＬ_２とはほぼ等しく設定されているが、Ｌ_１とＬ_２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２自由度振動系のアクチュエータ１Ｂでは、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃおよび第２の質量部２１Ｄの振幅（振れ角）と、圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する電圧の周波数との間に、図１１に示すような周波数特性が存在している。

すなわち、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃと、第２の質量部２１Ｄの振幅とが大きくなる２つの共振周波数ｆｍ_１［ｋＨｚ］、ｆｍ_３［ｋＨｚ］（ただし、ｆｍ_１＜ｆｍ_３）と、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振幅がほぼ０となる、１つの***振周波数ｆｍ_２［ｋＨｚ］とを有している。
このアクチュエータ１Ｂでは、圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する電圧の周波数Ｆが、２つの共振周波数のうち低いもの、すなわち、ｆｍ_１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２１Ｂ、２１Ｃの振幅を抑制しつつ、第２の質量部２１Ｄの振れ角（回転角度）を大きくすることができる。

なお、本明細書中では、Ｆ［ｋＨｚ］とｆｍ_１［ｋＨｚ］とがほぼ等しいとは、（ｆｍ_１−１）≦Ｆ≦（ｆｍ_１＋１）の条件を満足することを意味する。
第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃ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２１Ｄ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。

第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂのばね定数ｋ_１は、１×１０^−４〜１×１０^４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０^−２〜１×１０^３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０^−１〜１×１０^２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第２の質量部２１Ｄ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の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃのばね定数ｋ_２は、１×１０^−４〜１×１０^４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０^−２〜１×１０^３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０^−１〜１×１０^２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２１Ｄの振れ角をより大きくすることができる。

また、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂのばね定数ｋ_１と第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃのばね定数ｋ_２とは、ｋ_１＞ｋ_２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２１Ｂ、２１Ｃの振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２１Ｄの回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
さらに、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの慣性モーメントをＪ_１とし、第２の質量部２１Ｄの慣性モーメントをＪ_２としたとき、Ｊ_１とＪ_２とは、Ｊ_１≦Ｊ_２なる関係を満足することが好ましく、Ｊ_１＜Ｊ_２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２１Ｂ、２１Ｃの振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２１Ｄの回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。

ところで、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃと第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂとからなる第１の振動系の固有振動数ω_１は、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの慣性モーメントをＪ_１と、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂのばね定数ｋ_１とにより、ω_１＝（ｋ_１／Ｊ_１）^１／２によって与えられる。一方、第２の質量部２１Ｄと第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃとからなる第２の振動系の固有振動数ω_２は、第２の質量部２１Ｄの慣性モーメントをＪ_２と、第２の弾性連結部２３Ｃ、２４Ｃのばね定数ｋ_２とにより、ω_２＝（ｋ_２／Ｊ_２）^１／２によって与えられる。
このようにして求められる第１の振動系の固有振動数ω_１と第２の振動系の固有振動数ω_２とは、ω_１＞ω_２の関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２１Ｄの回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。

このような第３実施形態のアクチュエータ１Ｂによっても、前述した第１実施形態のアクチュエータ１と同様の作用・効果が得られる。具体的には、伸縮幅の大きい圧電素子３１、３２、３３、３４を用いて、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振れ角（振幅）を大きくしても、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板厚方向に大型化するのを防止することができる。したがって、振れ角（振幅）を増大させつつ、アクチュエータ１Ｂの小型化を図ることができる。特に、本実施形態では、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振れ角を抑えつつ、第２の質量部２１Ｄの振れ角を大きくすることができる。

本実施形態では、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの横断面がそれぞれ第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板厚方向を長手とする形状をなしているので、質量部２１Ｂ、２１Ｃの板厚方向における弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの両端部に圧電素子３１、３２、３３、３４を接続することにより、比較的簡単な構成で、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮幅を抑えつつ、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振れ角（振幅）をより増大させることができる。その結果、第２の質量部２１Ｄの振れ角をより増大させることができる。特に、第１の弾性連結部２３Ｂ、２３Ｃの横断面は、それぞれ、長方形をなしているので、より簡単な構成で、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮幅を抑えつつ、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの振れ角（振幅）をより増大させることができる。その結果、第２の質量部２１Ｄの振れ角をより増大させることができる。

また、圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮方向での両端部のうち、一端部が支持部２２Ｂ、２２Ｃに接続され、他端部が第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板厚方向における第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの端面に接続されているので、圧電素子３１、３２、３３、３４を第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂに接合する位置と回動中心軸２５との間の距離を大きくとることができる。そのため、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動に対する第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの追従性（応答性）を優れたものとすることができる。

また、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板面に直角な方向における第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの端面は、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板面に平行でかつほぼ平坦となっているので、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの板厚方向における第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの端面に圧電素子３１、３２、３３、３４を比較的簡単かつ確実に接合することができる。

また、回動中心軸２５が第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃのほぼ中央を貫いており、圧電素子３１、３２、３３、３４は、回動中心軸２５に対して偏心した位置に１対設けられているので、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力を第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂに効果的に伝達することができる。そのため、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの回動動作をより円滑に行うことができる。特に、１対の圧電素子３１、３２は、互いに回動中心軸２５に対して対称に設けられ、交互に伸縮動する。また、１対の圧電素子３３、３４は、互いに回動中心軸２５に対して対称に設けられ、交互に伸縮動する。これにより、より確実に、第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂの姿勢を所望のものとしつつ、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力を第１の弾性連結部２３Ｂ、２４Ｂに効果的に伝達することができる。そのため、第１の質量部２１Ｂ、２１Ｃの回動動作をさらに円滑に行うことができる。

以上説明したようなアクチュエータ１、１Ａ、１Ｂは、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等の光スキャナ、イメージング用ディスプレイ等に好適に適用することができる。
以上、本発明のアクチュエータについて、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれら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は、前述した第１〜３実施形態のうちの任意の２以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。
また、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、前述した第１、２実施形態では、弾性連結部を質量部の両側に一対有するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、弾性連結部を質量部の両側に二対以上有していてもよい。

また、前述した第３実施形態では、第１の弾性連結部および第２の弾性連結部のそれぞれを一対有するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、二対以上であってもよい。
また、前述した実施形態では、光反射部２１１が質量部２１または第２の質量部２１Ｄの上面（一方の側の面）に設けられている構成について説明したが、例えば、下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。

また、圧電素子の配置、数などは、圧電素子が質量部または第１の質量部の板面にほぼ平行でかつその回動中心軸にほぼ直角な方向に伸縮して、弾性連結部（第１の弾性連結部）にねじりモーメントを与えることができれば、前述した実施形態のものに限定されない。
例えば、前述した第１〜第３実施形態では、基体の両面に圧電素子が設けられている構成について説明したが、基体の一方の面だけに圧電素子が設けられていてもよい。

また、前述した第１〜第３実施形態では、１対の弾性連結部（第１の弾性連結部）の両方に対し圧電素子を設けたが、いずれか一方の弾性連結部にのみ圧電素子を設けてもよい。
また、前述した実施形態では、弾性連結部および第１の弾性連結部の形状として図示の構成のものについて説明したが、これに限定されず、例えば、その形状が、クランク形状等であってもよいし、分岐した構造を有するものであってもよい。また、第２の弾性連結部の形状も、第２の質量部を第１の質量部に対して回動できるものであれば、任意である。
また、前述した第３の実施形態では、第１の質量部が一対で設けられる構成のものであったが、第１の質量部は、第２の質量部を囲むように設けられる構成のものであってもよい。

本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す部分断面斜視図である。 図１に示すアクチュエータの分解図である。 第１実施形態の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。 第１実施形態の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。 本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す部分断面斜視図である。 図５に示すアクチュエータのＡ−Ａ線断面図である。 第２実施形態の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。 第２実施形態の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。 本発明のアクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。 図９に示すアクチュエータのＢ−Ｂ線断面図である。 印加した交流電圧の周波数と、第１の質量部および第２の質量部の共振曲線を示すグラフである。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ……アクチュエータ ２、２Ａ、２Ｂ……基体 ２１、２１Ａ……質量部 ２１Ｂ、２１Ｃ……第１の質量部 ２１Ｄ……第２の質量部 ２１１……光反射部 ２２、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ……支持部 ２３、２３Ａ、２４、２４Ａ……弾性連結部 ２３Ｂ、２４Ｂ……第１の弾性連結部 ２３Ｃ、２４Ｃ……第２の弾性連結部 ２３１、２３２、２４１、２４２……棒状連結部材 ２５……回動中心軸 ３１、３２、３３、３４……圧電素子 ４、４Ｂ……支持部材 ４１、４１Ｂ……開口部 ５、５Ａ……基板 ６、６Ａ……レジストマスク ７……基板 Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３……距離

Claims (18)

1. 板状または略板状をなす質量部と、
   前記質量部を支持するための支持部と、
   前記質量部を前記支持部に対して回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結する弾性連結部と、
   前記弾性連結部と前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分とを連結するとともにこれらの間で伸縮する圧電素子とを有し、
   前記圧電素子が前記質量部の板面にほぼ平行でかつ前記質量部の回動中心軸にほぼ直角な方向に伸縮することにより、前記弾性連結部にねじりトルクを与えて、前記質量部を回動させるよう構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記弾性連結部の横断面は、前記質量部の板厚方向を長手とする形状をなしている請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記弾性連結部の横断面は、長方形をなしている請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記弾性連結部は、前記回動中心軸を介して、前記質量部の板厚方向に互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材で構成されている請求項１に記載のアクチュエータ。
5. 前記圧電素子の伸縮方向での両端部のうち、一端部が前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分に接続され、他端部が前記質量部の板厚方向における前記弾性連結部の端面に接続されている請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
6. 前記弾性連結部の前記端面は、前記質量部の板面に平行でかつほぼ平坦となっている請求項５に記載のアクチュエータ。
7. 前記回動中心軸が前記質量部のほぼ中央を貫いており、前記圧電素子は、前記回動中心軸に対して互いに反対方向に偏心した位置に１対設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
8. 前記１対の圧電素子は、互いに前記回動中心軸に対して対称に設けられ、交互に伸縮動する請求項７に記載のアクチュエータ。
9. 前記質量部は、その少なくとも一方の面に、光反射部を有している請求項１ないし８のいずれかに記載のアクチュエータ。
10. 板状または略板状をなす第１の質量部と、
    第２の質量部と、
    前記第１の質量部および前記第２の質量部を支持するための支持部と、
    前記第１の質量部を前記支持部に対して回動可能とするように前記第１の質量部と前記支持部とを連結する第１の弾性連結部と、
    前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して回動可能とするように前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
    前記第１の弾性連結部と前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分とを連結するとともにこれらの間で伸縮する圧電素子とを有し、
    前記圧電素子が前記第１の質量部の板面にほぼ平行でかつ前記第１の質量部の回動中心軸にほぼ直角な方向に伸縮することにより、前記第１の弾性連結部にねじりトルクを与えて、前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部にねじりトルクを与えて、前記第２の質量部を回動させるよう構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
11. 前記第１の弾性連結部の横断面は、前記第１の質量部の板厚方向を長手とする形状をなしている請求項１０に記載のアクチュエータ。
12. 前記第１の弾性連結部の横断面は、長方形をなしている請求項１１に記載のアクチュエータ。
13. 前記第１の弾性連結部は、前記回動中心軸を介して、前記第１の質量部の板厚方向に互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材で構成されている請求項１０に記載のアクチュエータ。
14. 前記圧電素子の伸縮方向での両端部のうち、一端部が前記支持部またはこれに対し固定的に設けられた部分に接続され、他端部が前記第１の質量部の板厚方向における前記第１の弾性連結部の端面に接続されている請求項１０ないし１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
15. 前記第１の弾性連結部の前記端面は、前記第１の質量部の板面に平行でかつほぼ平坦となっている請求項１４に記載のアクチュエータ。
16. 前記回動中心軸が前記第１の質量部のほぼ中央を貫いており、前記圧電素子は、前記回動中心軸に対して互いに反対方向に偏心した位置に１対設けられている請求項１０ないし１５のいずれかに記載のアクチュエータ。
17. 前記１対の圧電素子は、互いに前記回動中心軸に対して対称に設けられ、交互に伸縮動する請求項１６に記載のアクチュエータ。
18. 前記第２の質量部は、その少なくとも一方の面に、光反射部を有している請求項１０ないし１７のいずれかに記載のアクチュエータ。
    

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