JP2009093081A - アクチュエータ、光スキャナおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させ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】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対の軸部材２３、２４とを有している。また、アクチュエータ１は、可動板２１の下面側に設けられた永久磁石５１とコイル５２とを有している。永久磁石５１は、回動中心軸Ｘと異なる方向に磁化されている。また、永久磁石５１は、コイル５２の内側に位置している。
【選択図】図２
【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対の軸部材２３、２４とを有している。また、アクチュエータ１は、可動板２１の下面側に設けられた永久磁石５１とコイル５２とを有している。永久磁石５１は、回動中心軸Ｘと異なる方向に磁化されている。また、永久磁石５１は、コイル５２の内側に位置している。
【選択図】図２
Description
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。
例えば、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、特許文献１に示すような光スキャナが知られている。
特許文献１の光スキャナは、鏡面部が設けられた走査ミラーと、この走査ミラーを回動可能に支持する支持部材とを有している。また、走査ミラーの下面には、薄膜状の永久磁石が設けられていて、この永久磁石と対向するようにコイルが配置されている。
特許文献１の光スキャナは、鏡面部が設けられた走査ミラーと、この走査ミラーを回動可能に支持する支持部材とを有している。また、走査ミラーの下面には、薄膜状の永久磁石が設けられていて、この永久磁石と対向するようにコイルが配置されている。
このような光偏向器は、コイルに交流電圧を印加することにより発生する磁界を永久磁石に作用させることで、支持部材を捩り変形させつつ、走査ミラーを回動させるよう構成されている。
しかし、このような光偏向器は、コイルの上側に永久磁石が離間配置されているため、前記磁界を効率的に永久磁石に作用させることができない。そのため、省電力化を図りつつ、大きい駆動力を得ることが難しい。
しかし、このような光偏向器は、コイルの上側に永久磁石が離間配置されているため、前記磁界を効率的に永久磁石に作用させることができない。そのため、省電力化を図りつつ、大きい駆動力を得ることが難しい。
本発明の目的は、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させ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。
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、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の一方の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させるよう構成され、
前記永久磁石の少なくとも一部は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させることができるアクチュエータを提供することができる。
本発明のアクチュエータは、可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の一方の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させるよう構成され、
前記永久磁石の少なくとも一部は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させることができるアクチュエータを提供することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動を許容しつつ、前記可動板の外周を囲むように形成されており、前記コイルは、前記支持部の周方向に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、スペースを有効活用することができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
これにより、スペースを有効活用することができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部の内周縁は、前記可動板の外周縁に沿って形成されており、前記コイルは、前記支持部の内周縁に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、永久磁石とコイルの内周面との離間距離を比較的短くすることができ、コイルへの通電により発生する磁界を効率的に永久磁石に作用させることができる。
これにより、永久磁石とコイルの内周面との離間距離を比較的短くすることができ、コイルへの通電により発生する磁界を効率的に永久磁石に作用させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対の軸部材は、前記可動板の平面視にて、前記コイルの内側に位置していることが好ましい。
これにより、可動板の回動時に、軸部材とコイルとの接触を確実に防止することができ、よって、所望の振動特性を発揮することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記永久磁石は、前記可動板の前記一方の面から離間するようにスペーサを介して前記可動板に設けられていることが好ましい。
これにより、永久磁石を容易にコイルの内側に設けることができる。また、スペーサの厚さを適宜変更することで、コイルに対する永久磁石の位置を容易に調整することができる。
これにより、可動板の回動時に、軸部材とコイルとの接触を確実に防止することができ、よって、所望の振動特性を発揮することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記永久磁石は、前記可動板の前記一方の面から離間するようにスペーサを介して前記可動板に設けられていることが好ましい。
これにより、永久磁石を容易にコイルの内側に設けることができる。また、スペーサの厚さを適宜変更することで、コイルに対する永久磁石の位置を容易に調整することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記可動板は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層が、この順にて積層してなるＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記スペーサは、前記ＳＯＩ基板の前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層のうちの少なくとも前記ＳｉＯ２層から形成されていることが好ましい。
これにより、可動板とスペーサとを一体的に形成することができ、アクチュエータの製造工程を簡易化することができる。
これにより、可動板とスペーサとを一体的に形成することができ、アクチュエータの製造工程を簡易化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部の少なくとも一部は、前記ＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記コイルは、前記第１のＳｉ層から形成された前記支持部の前記ＳｉＯ２層側の面と接触または接合するよう設けられていることが好ましい。
これにより、アクチュエータの厚さを抑えることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
これにより、アクチュエータの厚さを抑えることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータは、支持部と、
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられた可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の一方の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させるように構成され、
前記永久磁石は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で駆動板および可動板を回動させることができるアクチュエータを提供することができる。
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられた可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の一方の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させるように構成され、
前記永久磁石は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で駆動板および可動板を回動させることができるアクチュエータを提供することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部は、Ｘ−Ｙ平面にて、前記駆動板の回動を許容しつつ、前記駆動板の外周を囲むように形成されており、前記コイルは、前記支持部の周方向に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、スペースを有効活用することができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
これにより、スペースを有効活用することができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部の内周縁は、前記駆動板の外周縁に沿って形成されており、前記コイルは、前記支持部の内周縁に沿って設けられていることが好ましい。
これにより、永久磁石とコイルの内周面との離間距離を比較的短くすることができ、コイルへの通電により発生する磁界を効率的に永久磁石に作用させることができる。
これにより、永久磁石とコイルの内周面との離間距離を比較的短くすることができ、コイルへの通電により発生する磁界を効率的に永久磁石に作用させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対の第１の軸部材は、Ｘ−Ｙ平面にて、前記コイルの内側に位置していることが好ましい。
これにより、可動板の回動時に、第１の軸部材とコイルとの接触を確実に防止することができ、よって、所望の振動特性を発揮することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記永久磁石は、前記駆動板の前記一方の面から離間するようにスペーサを介して前記可動板に設けられていることが好ましい。
これにより、永久磁石を容易にコイルの内側に設けることができる。また、スペーサの厚さを適宜変更することで、コイルに対する永久磁石の位置を容易に調整することができる。
これにより、可動板の回動時に、第１の軸部材とコイルとの接触を確実に防止することができ、よって、所望の振動特性を発揮することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記永久磁石は、前記駆動板の前記一方の面から離間するようにスペーサを介して前記可動板に設けられていることが好ましい。
これにより、永久磁石を容易にコイルの内側に設けることができる。また、スペーサの厚さを適宜変更することで、コイルに対する永久磁石の位置を容易に調整することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記駆動板は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層が、この順にて積層してなるＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記スペーサは、前記ＳＯＩ基板の前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層のうちの少なくとも前記ＳｉＯ２層から形成されていることが好ましい。
これにより、駆動部とスペーサとを一体的に形成することができ、アクチュエータの製造工程を簡易化することができる。
これにより、駆動部とスペーサとを一体的に形成することができ、アクチュエータの製造工程を簡易化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部の少なくとも一部は、前記ＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記コイルは、前記第１のＳｉ層から形成された前記支持部の前記ＳｉＯ２層側の面と接触または接合するよう設けられていることが好ましい。
これにより、アクチュエータの厚さを抑えることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
これにより、アクチュエータの厚さを抑えることができ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記コイルに電圧を印加する電源回路を有し、該電源回路は、互いに周波数の異なる第１の交番電圧と第２の交番電圧とを発生させる電圧発生部と、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを重畳する電圧重畳部とを備え、前記電圧重畳部で重畳された電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動板を前記第１の電圧の周波数で前記Ｘ軸まわりに回動させつつ、前記第２の電圧の周波数で前記Ｙ軸まわりに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、異なる周波数で、可動板をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸まわりに回動させることができる。
これにより、異なる周波数で、可動板をＸ軸およびＹ軸のそれぞれの軸まわり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、前記永久磁石は、前記コイルの軸方向の中央部に位置していることが好ましい。
これにより、省電力化を図りつつ、より大きい駆動力で可動板を回動させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記可動板の一方の板面には、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、可動板を回動させることにより、光反射部で光を走査することができる。すなわち、アクチュエータを光スキャナとして用いることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記永久磁石は、前記可動板の前記光反射部と反対の面側に位置していることが好ましい。
これにより、永久磁石によって、光反射部での光走査が阻害されてしまうことを防止することができる。
これにより、省電力化を図りつつ、より大きい駆動力で可動板を回動させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記可動板の一方の板面には、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、可動板を回動させることにより、光反射部で光を走査することができる。すなわち、アクチュエータを光スキャナとして用いることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記永久磁石は、前記可動板の前記光反射部と反対の面側に位置していることが好ましい。
これにより、永久磁石によって、光反射部での光走査が阻害されてしまうことを防止することができる。
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、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成され、
前記永久磁石の少なくとも一部は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させることができる光スキャナを提供することができる。
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成され、
前記永久磁石の少なくとも一部は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させることができる光スキャナを提供することができる。
本発明の光スキャナは、支持部と、
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、前記光反射部で反射した光を２次元的に走査するよう構成され、
前記永久磁石は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させることができる光スキャナを提供することができる。
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、前記光反射部で反射した光を２次元的に走査するよう構成され、
前記永久磁石は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする。
これにより、省電力化を図りつつ、大きい駆動力で可動板を回動させることができる光スキャナを提供することができる。
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、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成され、前記永久磁石の少なくとも一部が、前記コイルの内側に位置している光スキャナを備え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。
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成され、前記永久磁石の少なくとも一部が、前記コイルの内側に位置している光スキャナを備え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。
本発明の画像形成装置は、支持部と、
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、前記光反射部で反射した光を２次元的に走査するよう構成され、前記永久磁石が、前記コイルの内側に位置している光スキャナを備え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。
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、前記光反射部で反射した光を２次元的に走査するよう構成され、前記永久磁石が、前記コイルの内側に位置している光スキャナを備え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。
以下、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第１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、コイルに印加する電圧波形の一例を示す図、図４は、図１に示すアクチュエータの駆動を示す図、図５は、コイルへの通電により発生する磁界を示す図である。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、図４、図５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、各図に示すように、互いに直交する３軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とし、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」とする。
＜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第１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、コイルに印加する電圧波形の一例を示す図、図４は、図１に示すアクチュエータの駆動を示す図、図５は、コイルへの通電により発生する磁界を示す図である。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、図４、図５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、各図に示すように、互いに直交する３軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とし、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」とする。
図１および図２に示すように、アクチュエータ１は、基体２と、基体２を下方から支持する支持基板４と、基体２が備える可動板２１を回動させるための駆動手段５とを有している。
基体２は、可動板２１と、可動板２１を回動可能に支持する支持部２２と、可動板２１と支持部２２とを連結する１対の軸部材２３、２４と、可動板２１の下面に設けられた１対のスペーサ２５、２６とを備えている。
基体２は、可動板２１と、可動板２１を回動可能に支持する支持部２２と、可動板２１と支持部２２とを連結する１対の軸部材２３、２４と、可動板２１の下面に設けられた１対のスペーサ２５、２６とを備えている。
支持基板４は、板状の基台４１と、その上面に設けられた枠状の枠部材４２とを備えている。
駆動手段５は、可動板２１の下面側に設けられた永久磁石５１と、通電により永久磁石５１に作用する磁界を発生させるコイル５２と、コイル５２に電圧を印加する電源回路５３とを備えている。
駆動手段５は、可動板２１の下面側に設けられた永久磁石５１と、通電により永久磁石５１に作用する磁界を発生させるコイル５２と、コイル５２に電圧を印加する電源回路５３とを備えている。
以下、これらについて、順次詳述する。
まず、基体２について説明する。
可動板２１は、ｘ−ｙ平面にて、略円状をなしている。また、可動板２１は、その上面に光反射性を有する光反射部２１１が設けられており、下面に１対のスペーサ２５、２６が設けられている。
まず、基体２について説明する。
可動板２１は、ｘ−ｙ平面にて、略円状をなしている。また、可動板２１は、その上面に光反射性を有する光反射部２１１が設けられており、下面に１対のスペーサ２５、２６が設けられている。
光反射部２１１は、例えば、Ａｌ、Ｎｉ等の金属膜で構成されている。このような光反射部２１１を備えることにより、光反射部２１１で反射した光を対象物等に走査することができ、アクチュエータ１を光スキャナとして用いることができる。
１対のスペーサ２５、２６は、ｘ−ｙ平面にて、後述する回動中心軸Ｘに対して対称的に設けられている。すなわち、スペーサ２５、２６を結ぶ線分は、後述する回動中心軸Ｘと直交している。また、この線分と回動中心軸Ｘとの交点は、ｘ−ｙ平面にて、可動板２１の中心（重心）とほぼ一致している。
１対のスペーサ２５、２６は、ｘ−ｙ平面にて、後述する回動中心軸Ｘに対して対称的に設けられている。すなわち、スペーサ２５、２６を結ぶ線分は、後述する回動中心軸Ｘと直交している。また、この線分と回動中心軸Ｘとの交点は、ｘ−ｙ平面にて、可動板２１の中心（重心）とほぼ一致している。
また、スペーサ２５、２６は、可動板２１と一体的に形成されている。これにより、製造工程の簡易化を図ることができる。
以上のようなスペーサ２５、２６の下面には、永久磁石５１が設けられている。永久磁石５１については、後述する。
支持部２２は、可動板２１を回動可能に支持している。また、支持部２２は、枠状をなしている。このような支持部２２は、可動板２１の回動を許容しつつ（すなわち、可動板２１の回動時に、可動板２１と接触しないように）、可動板２１の外周を囲むように形成されている。
以上のようなスペーサ２５、２６の下面には、永久磁石５１が設けられている。永久磁石５１については、後述する。
支持部２２は、可動板２１を回動可能に支持している。また、支持部２２は、枠状をなしている。このような支持部２２は、可動板２１の回動を許容しつつ（すなわち、可動板２１の回動時に、可動板２１と接触しないように）、可動板２１の外周を囲むように形成されている。
また、支持部２２の内周縁は、可動板２１の外周縁に沿って形成されている。具体的には、ｘ−ｙ平面にて、支持部２２の内周縁は、可動板２１と同心円状に形成され、かつ、可動板２１の外径よりも大きい直径を有する円状をなしている。
また、図２に示すように、支持部２２は、可動板２１とほぼ等しい厚さ（ｚ軸方向の長さ）の環状をなす内側部２２１と、内側部２２１の外側に設けられ、内側部２２１よりも厚さが厚い環状をなす外側部２２２とを備えている。
このような内側部２２１の下側には、コイル５２が設けられている。このコイル５２については、後述する。
また、図２に示すように、支持部２２は、可動板２１とほぼ等しい厚さ（ｚ軸方向の長さ）の環状をなす内側部２２１と、内側部２２１の外側に設けられ、内側部２２１よりも厚さが厚い環状をなす外側部２２２とを備えている。
このような内側部２２１の下側には、コイル５２が設けられている。このコイル５２については、後述する。
軸部材２３、２４は、それぞれ、長手形状をなしている。また、軸部材２３、２４は、それぞれ、弾性変形可能である。このような１対の軸部材２３、２４は、同軸的に設けられており、この軸（回動中心軸Ｘ）を中心として、可動板２１が支持部２２に対して回動する。
図２に示すように、以上のような基体２は、ＳＯＩ基板３から、例えばエッチングにより、一体的に形成されている。ＳＯＩ基板３は、Ｓｉ層（第１のＳｉ層）３１、ＳｉＯ２層３２およびＳｉ層（第２のＳｉ層）３３が、図２中上側から下側へ、この順にて積層してなる積層構造基板である。
図２に示すように、以上のような基体２は、ＳＯＩ基板３から、例えばエッチングにより、一体的に形成されている。ＳＯＩ基板３は、Ｓｉ層（第１のＳｉ層）３１、ＳｉＯ２層３２およびＳｉ層（第２のＳｉ層）３３が、図２中上側から下側へ、この順にて積層してなる積層構造基板である。
本実施形態では、可動板２１および軸部材２３、２４が、それぞれ、Ｓｉ層３１から形成されている。また、支持部２２の内側部２２１が、Ｓｉ層３１から形成されており、外側部２２２が、Ｓｉ層３１、ＳｉＯ２層３２およびＳｉ層３３から形成されている。また、スペーサ２５、２６が、それぞれ、ＳｉＯ２層３２およびＳｉ層３３から形成されている。これにより、可動板２１、支持部２２、軸部材２３、２４およびスペーサ２５、２６をＳＯＩ基板３から一体的に形成することができ、製造の精度が向上するとともに、製造工程の簡素化を図ることができる。特に、可動板２１とスペーサ２５、２６とを一体形成することができるため、スペーサ２５、２６の形成精度が向上する。
以上、説明した基体２は、下方から支持基板４により支持されている。
前述したように、支持基板４は、板状の基台４１と、枠部材４２とを備えている。
基台４１は、その板面が基体２の板面と平行となるように、基体２に対して下側に離間配置されている。
枠部材４２は、基台４１と外側部２２２との間に設けられている。ｘ−ｙ平面において、枠部材４２の形状は、外側部２２２の形状とほぼ同一形状、同一寸法をなしている。
このような基台４１および枠部材４２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種セラミックス、ガラス、シリコン等を用いることができる。
基台４１と枠部材４２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤により接合（接着）してもよい。また、基台４１および枠部材４２の一方がガラスで構成され、他方がシリコンで構成されている場合には、陽極接合などにより接合してもよい。枠部材４２と外側部２２２との接合についても同様である。
前述したように、支持基板４は、板状の基台４１と、枠部材４２とを備えている。
基台４１は、その板面が基体２の板面と平行となるように、基体２に対して下側に離間配置されている。
枠部材４２は、基台４１と外側部２２２との間に設けられている。ｘ−ｙ平面において、枠部材４２の形状は、外側部２２２の形状とほぼ同一形状、同一寸法をなしている。
このような基台４１および枠部材４２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、各種セラミックス、ガラス、シリコン等を用いることができる。
基台４１と枠部材４２との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤により接合（接着）してもよい。また、基台４１および枠部材４２の一方がガラスで構成され、他方がシリコンで構成されている場合には、陽極接合などにより接合してもよい。枠部材４２と外側部２２２との接合についても同様である。
次に、駆動手段５について説明する。
前述したように、駆動手段５は、永久磁石５１と、コイル５２と、電源回路５３とを有している。
永久磁石５１は、板棒状をなしている。このような永久磁石５１は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石５１のＳ極とＮ極とを結ぶ線分が、永久磁石５１の長手方向と一致している。図２では、永久磁石５１の左側がＮ極、右側がＳ極となっている。
前述したように、駆動手段５は、永久磁石５１と、コイル５２と、電源回路５３とを有している。
永久磁石５１は、板棒状をなしている。このような永久磁石５１は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石５１のＳ極とＮ極とを結ぶ線分が、永久磁石５１の長手方向と一致している。図２では、永久磁石５１の左側がＮ極、右側がＳ極となっている。
このような永久磁石５１は、可動板２１の下面に対して離間するようにスペーサ２５、２６を介して可動板２１の下面に設けられている。すなわち、永久磁石５１は、可動板２１の光反射部２１１と反対の面側に設けられている。これにより、光反射部２１１での光走査が、永久磁石５１によって阻害されてしまうことを防止することができる。なお、永久磁石５１とスペーサ２５、２６との接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を介して接合することができる。
このような永久磁石５１は、ｙ軸方向を長手とするように設けられている。すなわち、永久磁石５１のＳ極とＮ極とを結ぶ線分が、回動中心軸Ｘに直交している。なお、永久磁石５１の配置（長手方向の向き）としては、ｘ−ｙ平面にて、Ｓ極とＮ極とを結ぶ線分がＸ軸と異なる方向となっていれば、特に限定されず、ｘ軸およびｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜していてもよい。
このような永久磁石５１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
このような永久磁石５１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などを用いることができる。
コイル５２は、円筒状をなしている。また、コイル５２は、その内側、すなわち、コイル５２の内周面で形成された空間５２１内に、永久磁石５１が位置するように設けられている。これにより、後述するように、コイルへの通電により発生する磁界を永久磁石５１に効率的に作用させることができ、省電力化を図りつつ、可動板２１を大きな駆動力で回動させることができる。
コイル５２に対する永久磁石の位置としては、永久磁石５１の少なくとも一部がコイル５２の内側に位置していれば、特に限定されないが、永久磁石５１がコイル５２の軸方向の中央部に位置していることが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。すなわち、省電力化を図りつつ、可動板２１をより大きな駆動力で回動させることができる。
なお、永久磁石５１のコイル５２に対する位置は、スペーサ２５、２６の厚さ（ｚ軸方向の長さ）を適宜調整することで容易に、かつ、自在に調整することができる。
なお、永久磁石５１のコイル５２に対する位置は、スペーサ２５、２６の厚さ（ｚ軸方向の長さ）を適宜調整することで容易に、かつ、自在に調整することができる。
このようなコイル５２は、支持部２２の周方向に沿って設けられている。これにより、ｘ−ｙ平面にて、コイル５２が、支持部２２に対応する領域内に位置することとなり、アクチュエータ１の内側のスペース（すなわち、基体２と支持基板４とで形成された空間）を有効活用することができる。その結果、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。また、可動板２１の回動時にて、可動板２１がコイル５２に接触することを防止することができる。
コイル５２の高さ（ｚ軸方向の長さ）は、内側部２２１の下面と基台４１の上面との離間距離（すなわち、図２中Ｌ）とほぼ等しくなっている。そのため、本実施形態では、コイル５２の上端が内側部２２１の下面と接触し、下端が基台４１の上面と接触している。これにより、コイル５２をより確実に固定することができる。なお、コイル５２の高さは、特に限定されず、例えば、Ｌよりも短くてもよい。この場合には、コイル５２は、内側部材２２１側に位置していることが好ましい。
コイル５２は、その内周縁が支持部２２の内周縁に沿うように設けられている。すなわち、コイル５２の内周縁は、支持部２２の内周縁と同心円状に形成され、かつ、その径（直径）が支持部２２の内径とほぼ等しくなっている。これにより、永久磁石５１とコイル５２の内周面との離間距離を比較的短くすることができ、よって、コイル５２への通電により発生する磁界を効率的に永久磁石５１に作用させることができる。
また、このようにコイル５２を配置すると、ｘ−ｙ平面にて、軸部材２３、２４がコイル５２の内側に位置することとなる。そのため、可動板２１の回動時に、可動板２１や軸部材２３、２４がコイル５２に接触してしまうことを確実に防止することができる。これにより、アクチュエータ１は、所望の振動特性を発揮することができる。
また、可動板２１や軸部材２３、２４と、コイル５２との接触を防止することができるため、コイル５２をより基体２側に配置することができる（本実施形態では、コイル５２の上端が内側部２２２の下面に接触している）。これにより、アクチュエータ１の厚さが抑えられ、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。
コイル５２の外径は、内側部２２１の外径（すなわち、外側部２２２の内径）とほぼ等しくなっている。これにより、コイル５２の外周面が外側部２２２および側壁部４２の内周面に接触することとなり、コイル５２を確実に固定することができる。
また、可動板２１や軸部材２３、２４と、コイル５２との接触を防止することができるため、コイル５２をより基体２側に配置することができる（本実施形態では、コイル５２の上端が内側部２２２の下面に接触している）。これにより、アクチュエータ１の厚さが抑えられ、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。
コイル５２の外径は、内側部２２１の外径（すなわち、外側部２２２の内径）とほぼ等しくなっている。これにより、コイル５２の外周面が外側部２２２および側壁部４２の内周面に接触することとなり、コイル５２を確実に固定することができる。
以上、コイル５２について説明したが、このようなコイル５２は、例えば、内側部２２１の下面、基台４１の上面のうちの少なくとも一方と、接着剤を介して接合されていていてもよい。また、必要に応じて、コイル５２と、基体２および／または支持基板４との間で絶縁処理を行うことが好ましい。絶縁処理としては、例えば、絶縁層を介してコイル５２と基体２とを接触または接合する方法等が挙げられる。
電源回路５３は、コイル５２に電気的に接続されている。そのため、電源回路５３によりコイル５２へ、例えば図３に示す交流電圧を印加すると、コイル５２の周りにｚ軸方向の磁力を有する磁界が発生し、かつ、その磁界の向きが周期的に切り替わる。すなわち、コイル５２の上側がＮ極、下側がＳ極となる第１の状態と、コイル５２の上側がＳ極、下側がＮ極となる第２の状態とが、交互に切り換わる。
第１の状態では、図４（ａ）に示すように、永久磁石５１のスペーサ２６側が上方へ、スペーサ２５側が下方へそれぞれ磁気的に引き付けられ、よって、回動中心軸Ｘを中心として反時計回りに回動する。
第２の状態では、図４（ｂ）に示すように、永久磁石５１のスペーサ２６側が下方へ、スペーサ２５側が上方へそれぞれ磁気的に引き付けられ、よって、回動中心軸Ｘを中心として時計回りに回動する。
このような第１の状態と第２の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ことができる。
第２の状態では、図４（ｂ）に示すように、永久磁石５１のスペーサ２６側が下方へ、スペーサ２５側が上方へそれぞれ磁気的に引き付けられ、よって、回動中心軸Ｘを中心として時計回りに回動する。
このような第１の状態と第２の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ことができる。
ここで、コイル５２への通電により磁界を発生させた場合、コイル５２の上部開口近傍および下部開口近傍の磁力が最も強い。本発明では、永久磁石５１がコイル５２の内側に位置しており、第１の状態および第２の状態のように、永久磁石５１の両端部のいずれか一方が上部開口近傍、他方が下部開口近傍に磁気的に引き付けられることとなる。よって、永久磁石５１に大きな磁気的吸引力を作用させることができ、省電力化を図りつつ、可動板２１を大きな駆動力で回動させることができる。
また、電源回路５３によりコイル５２へ通電すると、図５に示すような磁界が発生するが、同図から明らかなように、コイル５２の内側では、この磁界が有する磁力（磁力線）の向きが、Ｚ軸方向とほぼ一致している。特に、その中央部では、その傾向が顕著である。このため、永久磁石５１に、その板面（すなわちＸＹ平面）に対してほぼ垂直な方向の磁力を作用させることができる。これにより、省電力化を図りつつ、可動板２１を大きな駆動力で回動させることができる。
なお、コイル５２に印加する交番電圧の周波数は、可動板２１と１対の軸部材２３、２４とで構成される振動系のねじり共振周波数と一致していてもよいし、異なっていてもよい。前記ねじり共振周波数は、可動板２１の質量によっても変化するため、本実施形態では、可動板２１の質量のほかに、スペーサ２５、２６および永久磁石５１の質量が考慮される。
また、本実施形態では、電源回路５３によりコイル５２へ図３に示す交流電圧を印加するものについて説明したが、可動板２１を回動させることができれば、これに限定されず、例えば、電源回路５３によりコイル５２へ直流電源を間欠的に印加するように構成されていてもよい。
また、可動板２１には、発熱体であるコイル５２が設けられていないため、通電によってコイル５２から発生する熱により、基体２が熱膨張してしまうことを抑制することができる。その結果、アクチュエータ１は、長時間の連続使用であっても、所望の振動特性を維持することができる。
また、可動板２１には、発熱体であるコイル５２が設けられていないため、通電によってコイル５２から発生する熱により、基体２が熱膨張してしまうことを抑制することができる。その結果、アクチュエータ１は、長時間の連続使用であっても、所望の振動特性を維持することができる。
以上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６ないし図８は、それぞれ、アクチュエータの製造方法を示す図（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〜図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
アクチュエータ１の製造方法としては、［Ａ１］基体２を形成する工程と、［Ａ２］支持基板４を形成する工程と、［Ａ３］永久磁石５１およびコイル５２を設ける工程と、［Ａ４］基体２と支持基板４とを接合する工程とを含んでいる。
図６ないし図８は、それぞれ、アクチュエータの製造方法を示す図（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〜図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
アクチュエータ１の製造方法としては、［Ａ１］基体２を形成する工程と、［Ａ２］支持基板４を形成する工程と、［Ａ３］永久磁石５１およびコイル５２を設ける工程と、［Ａ４］基体２と支持基板４とを接合する工程とを含んでいる。
［Ａ１］まず、図６（ａ）に示すように、基体２を形成するためのＳＯＩ基板３を用意する。このようなＳＯＩ基板３は、Ｓｉ層３１と、ＳｉＯ２層３２と、Ｓｉ層３３とが積層した積層構造をなしている。
次いで、図６（ｂ）に示すように、Ｓｉ層３１の上面に、可動板２１と、支持部２２と、軸部材２３、２４との平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクＭ１を形成するとともに、Ｓｉ層３３の下面に、スペーサ２５、２６と、支持部２２の外側部２２２との平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクＭ２を形成する。
次いで、図６（ｂ）に示すように、Ｓｉ層３１の上面に、可動板２１と、支持部２２と、軸部材２３、２４との平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクＭ１を形成するとともに、Ｓｉ層３３の下面に、スペーサ２５、２６と、支持部２２の外側部２２２との平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクＭ２を形成する。
次いで、レジストマスクＭ１を介して、Ｓｉ層３１をエッチングする。その後、レジストマスクＭ１を除去する。これにより、図６（ｃ）に示すように、可動板２１と、支持部２２の一部と、軸部材２３、２４とが一体的に形成されたＳｉ層３１が得られる。なお、このとき、ＳｉＯ２層３２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。
次いで、レジストマスクＭ２を介してＳｉ層３３をエッチングする。その後、レジストマスクＭ２を除去する。これにより、図６（ｄ）に示すように、スペーサ２５、２６の下側部分と、外側部２２２の下部分が形成されたＳｉ層３３が得られる。このとき、ＳｉＯ２層３２は、エッチングのストップ層として機能する。
次いで、スペーサ２５、２６と、外側部２２２との平面視形状に対応する部分を除いて、ＳｉＯ２層３２を除去することで、図６（ｅ）に示すように、スペーサ２５、２６の上側部分と、外側部２２２の中央部分が形成されたＳｉＯ２層３２を得ることができる。
次いで、スペーサ２５、２６と、外側部２２２との平面視形状に対応する部分を除いて、ＳｉＯ２層３２を除去することで、図６（ｅ）に示すように、スペーサ２５、２６の上側部分と、外側部２２２の中央部分が形成されたＳｉＯ２層３２を得ることができる。
次いで、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、可動板２１と、支持部２２と、軸部材２３、２４と、スペーサ２５、２６とが一体的に形成された基体２が得られる。
［Ａ２］まず、図７（ａ）に示すように、枠部材４２を形成するためのシリコン基板６１を用意する。そして、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板６１の上面に、支持部２２の平面視形状に対応する形状をなすレジストマスクＭ３を形成する。そして、このレジストマスクＭ３を介して、シリコン基板６１をエッチングし、その後レジストマスクＭ３を除去することにより、図７（ｃ）に示すように、枠部材４２が得られる。
次いで、基台４１となるシリコン基板６２を用意し、その上面に、枠部材４２を接合する。これにより、図７（ｄ）に示すように、支持基板４が得られる。基台４１と枠部材４２との接合方法としては、特に限定されず、前述したように、接着剤などの別部材を介して接合してもよいし、陽極接合などの各種接合方法を用いて接合してもよい。
次いで、基台４１となるシリコン基板６２を用意し、その上面に、枠部材４２を接合する。これにより、図７（ｄ）に示すように、支持基板４が得られる。基台４１と枠部材４２との接合方法としては、特に限定されず、前述したように、接着剤などの別部材を介して接合してもよいし、陽極接合などの各種接合方法を用いて接合してもよい。
［Ａ３］まず、前述したような形状に加工された永久磁石５１を用意し、この永久磁石５１を例えば、接着剤によりスペーサ２５、２６の下面に接合する。これにより、図８（ａ）に示すように、永久磁石５１が、可動板２１の下側であって可動板２１と離間するように配置される。
次いで、導電性を有する線材を巻回して、前述したような形状としたコイル５２を用意し、このコイル５２を例えば、接着剤により内側部２２１の下面に接合する。このとき、必要に応じて、コイルと基体２との間で絶縁処理を行ってもよい。これにより、図８（ｂ）に示すように、コイル５２の内側に永久磁石５１が位置することとなる。
次いで、導電性を有する線材を巻回して、前述したような形状としたコイル５２を用意し、このコイル５２を例えば、接着剤により内側部２２１の下面に接合する。このとき、必要に応じて、コイルと基体２との間で絶縁処理を行ってもよい。これにより、図８（ｂ）に示すように、コイル５２の内側に永久磁石５１が位置することとなる。
［Ａ４］最後に、工程［Ａ２］で得られた支持基板４と、工程［Ａ３］で得られた永久磁石５１およびコイル５２が接合された基体２とを接合することにより、図８（ｃ）に示すように、アクチュエータ１が得られる。
以上、アクチュエータ１について説明したが、永久磁石５１の形状としては、特に限定されず、例えば、ｘ−ｙ平面にて、円形をなしていてもよいし、正方形状をなしていてもよい。また、例えば、永久磁石をその両極を結ぶ線分方向にて狭持するように、１対のヨークを設け、このヨークによって磁束を導くように構成してもよい。
また、スペーサの数は、永久磁石５１を可動板２１に対して離間位置することができれば、特に限定されず、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
以上、アクチュエータ１について説明したが、永久磁石５１の形状としては、特に限定されず、例えば、ｘ−ｙ平面にて、円形をなしていてもよいし、正方形状をなしていてもよい。また、例えば、永久磁石をその両極を結ぶ線分方向にて狭持するように、１対のヨークを設け、このヨークによって磁束を導くように構成してもよい。
また、スペーサの数は、永久磁石５１を可動板２１に対して離間位置することができれば、特に限定されず、１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
＜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９は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す平面図、図１０は、図９中Ｂ−Ｂ線断面図、図１１は、図９に示すアクチュエータが備える駆動手段を示すブロック図、図１２は、図１１に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図９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１０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、互いに直交する３軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とし、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」とする。
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９は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す平面図、図１０は、図９中Ｂ−Ｂ線断面図、図１１は、図９に示すアクチュエータが備える駆動手段を示すブロック図、図１２は、図１１に示す第１の電圧発生部および第２の電圧発生部での発生電圧の一例を示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、図９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１０中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。また、互いに直交する３軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とし、ｘ軸と平行な方向を「ｘ軸方向」、ｙ軸と平行な方向を「ｙ軸方向」、ｚ軸と平行な方向を「ｚ軸方向」とする。
以下、第２実施形態のアクチュエータについて、前述した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。
本発明の第２実施形態にかかるアクチュエータは、基体の構成が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータと同様である。なお、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は、基体の構成が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータと同様である。なお、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。
図９に示すように、基体２Ａは、枠状の支持部２２と、支持部２２に支持された第１の振動系２７Ａと、第１の振動系２７Ａに支持された第２の振動系２８Ａとを備えている。
第１の振動系２７Ａは、支持部２２の内側に設けられた枠状の駆動板２７１Ａと、駆動板２７１Ａを支持部２２に両持ち支持する１対の第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａとで構成されている。駆動板２７１Ａの下面には、１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａが設けられている。
第１の振動系２７Ａは、支持部２２の内側に設けられた枠状の駆動板２７１Ａと、駆動板２７１Ａを支持部２２に両持ち支持する１対の第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａとで構成されている。駆動板２７１Ａの下面には、１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａが設けられている。
また、第２の振動系２８Ａは、駆動板２７１Ａの内側に設けられた円状の可動板２８１Ａと、可動板２８１Ａを駆動板２７１Ａに両持ち支持する１対の第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａとで構成されている。
すなわち、基体２Ａは、可動板２８１Ａと、１対の第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａと、駆動板２７１Ａと、１対の第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａと、支持部２２と、スペーサ２５Ａ、２６Ａで構成されている。
すなわち、基体２Ａは、可動板２８１Ａと、１対の第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａと、駆動板２７１Ａと、１対の第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａと、支持部２２と、スペーサ２５Ａ、２６Ａで構成されている。
駆動板２７１Ａは、ｘ−ｙ平面にて、円環状をなしている。ただし、駆動板２７１Ａの形状は、枠状をなしていれば、特に限定されない。このような駆動板２７１Ａの下面には、１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａが設けられている。
１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａは、ｘ−ｙ平面にて、可動板２１の中心（重心）に対して対照的に設けられている。また、１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａは、ｘ−ｙ平面にて、互いを結ぶ線分がｘ軸およびｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜するように設けられている。
このようなスペーサ２５Ａ、２６Ａは、第１実施形態と同様に、駆動板２７１Ａと一体的に形成されている。これにより、アクチュエータ１Ａの製造工程の簡易化を図ることができる。
以上のようなスペーサ２５Ａ、２６Ａの下面には、永久磁石５１が設けられている。
１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａは、ｘ−ｙ平面にて、可動板２１の中心（重心）に対して対照的に設けられている。また、１対のスペーサ２５Ａ、２６Ａは、ｘ−ｙ平面にて、互いを結ぶ線分がｘ軸およびｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜するように設けられている。
このようなスペーサ２５Ａ、２６Ａは、第１実施形態と同様に、駆動板２７１Ａと一体的に形成されている。これにより、アクチュエータ１Ａの製造工程の簡易化を図ることができる。
以上のようなスペーサ２５Ａ、２６Ａの下面には、永久磁石５１が設けられている。
第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａは、それぞれ、駆動板２７１Ａを支持部２２に対して回動可能とするように、駆動板２７１Ａと支持部２２とを連結している。このような、第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａは、互いに同軸的に設けられており、この軸（回動中心軸Ｘ）を中心として、駆動板２７１Ａが支持部２２に対して回動するように構成されている。
駆動板２７１Ａの内側に設けられた可動板２８１Ａは、ｘ−ｙ平面にて、円状をなしている。だたし、可動板２８１Ａの形状は、特に限定されない。また、可動板２８１Ａの上面には、光反射性を有する光反射部２８４Ａが形成されている。このような可動板２８１Ａは、１対の第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａによって、駆動板２７１Ａに両持ち支持されている。
第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａは、それぞれ、長手形状をなしており、弾性変形可能である。第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａは、それぞれ、可動板２８１Ａを駆動板２７１Ａに対して回動可能とするように、可動板２８１Ａと駆動板２７１Ａとを連結している。このような第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａは、互いに同軸的に設けられており、この軸（回動中心軸Ｙ）を中心として、可動板２８１Ａが駆動板２７１Ａに対して回動するように構成されている。
なお、図９に示すように、回動中心軸Ｘと回動中心軸Ｙとは、互いに直交する軸である。また、駆動板２７１Ａの中心および可動板２８１Ａの中心は、それぞれ、ｘ−ｙ平面にて、回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙの交点とほぼ一致している。
支持部２２は、枠状をなしている。このような支持部２２は、駆動板２７１Ａの回動を許容しつつ、ｘ−ｙ平面にて、駆動板２７１Ａの外周を囲むように形成されている。また、支持部２２の内周縁は、駆動板２７１Ａの外周縁に沿って形成されている。具体的には、支持部２２の内周縁は、駆動板２７１Ａと同心円状に形成され、かつ、駆動板２７１の外径よりも大きい径（直径）を有する円状をなしている。
また、支持部２２は、第１実施形態と同様に、可動板２８１Ａとほぼ等しい厚さの内側部２２１と、内側部２２１の外側に設けられ、内側部２２１よりも厚さが厚い外側部２２２とを備えている。
支持部２２は、枠状をなしている。このような支持部２２は、駆動板２７１Ａの回動を許容しつつ、ｘ−ｙ平面にて、駆動板２７１Ａの外周を囲むように形成されている。また、支持部２２の内周縁は、駆動板２７１Ａの外周縁に沿って形成されている。具体的には、支持部２２の内周縁は、駆動板２７１Ａと同心円状に形成され、かつ、駆動板２７１の外径よりも大きい径（直径）を有する円状をなしている。
また、支持部２２は、第１実施形態と同様に、可動板２８１Ａとほぼ等しい厚さの内側部２２１と、内側部２２１の外側に設けられ、内側部２２１よりも厚さが厚い外側部２２２とを備えている。
以上のような基体２Ａは、前述した実施形態と同様に、ＳＯＩ基板から形成されている。これにより、可動板２８１Ａと、第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａと、駆動板２７１Ａと、第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａと、支持部２２と、スペーサ２５Ａ、２６ＡとをＳＯＩ基板３から一体的に形成することができる。特に、駆動板２７１Ａとスペーサ２５Ａ、２６ＡとをＳＯＩ基板から一体的に形成することができるため、アクチュエータ１の製造工程の簡易化を図ることができる。
図１０に示すように、基体２Ａは、下方から支持基板４により支持されている。このような支持基板４は、前述した実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
図１０に示すように、基体２Ａは、下方から支持基板４により支持されている。このような支持基板４は、前述した実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
次に、駆動手段５について説明する。
駆動手段５は、前述した実施形態と同様に、永久磁石５１と、コイル５２と、電源回路５３Ａとを有している。
永久磁石５１は、板棒状をなしている。このような永久磁石５１は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石５１のＳ極とＮ極とを結ぶ線分が、永久磁石５１の長手方向と一致している。このような永久磁石５１は、駆動板２７１Ａに対して離間するようにスペーサ２５Ａ、２６Ａを介して駆動板２７１Ａの下面側に設けられている。
駆動手段５は、前述した実施形態と同様に、永久磁石５１と、コイル５２と、電源回路５３Ａとを有している。
永久磁石５１は、板棒状をなしている。このような永久磁石５１は、その長手方向に磁化されている。すなわち、永久磁石５１のＳ極とＮ極とを結ぶ線分が、永久磁石５１の長手方向と一致している。このような永久磁石５１は、駆動板２７１Ａに対して離間するようにスペーサ２５Ａ、２６Ａを介して駆動板２７１Ａの下面側に設けられている。
永久磁石５１は、Ｓ極とＮ極とを結ぶ線分（以下、この線分を「線分」Ｊとも言う）が、ｘ−ｙ平面にて、回動中心軸Ｘと回動中心軸Ｙとの交点を通り、回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸に対して傾斜している。
線分Ｊの回動中心軸Ｘに対する傾斜角θは、３０〜６０度であるのが好ましく、４０〜５０度であるのがより好ましく、ほぼ４５度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石５１を設けることで、極めて円滑に、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸まわりに回動させることができる。これに対し、傾斜角θが前記下限値未満であると、コイル５２に印加される電圧の強さなどによっては、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに円滑に回動させることができない場合がある。一方、傾斜角θが前記上限値を超えると、コイル５２に印加される電圧の強さなどによっては、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｙまわりに円滑に回動させることができない場合がある。
線分Ｊの回動中心軸Ｘに対する傾斜角θは、３０〜６０度であるのが好ましく、４０〜５０度であるのがより好ましく、ほぼ４５度であるのがさらに好ましい。このように永久磁石５１を設けることで、極めて円滑に、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸まわりに回動させることができる。これに対し、傾斜角θが前記下限値未満であると、コイル５２に印加される電圧の強さなどによっては、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに円滑に回動させることができない場合がある。一方、傾斜角θが前記上限値を超えると、コイル５２に印加される電圧の強さなどによっては、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｙまわりに円滑に回動させることができない場合がある。
本実施形態では、線分Ｊは、回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸に対してほぼ４５度傾斜している。
コイル５２は、前述した実施形態と同様に、円筒状をなしている。また、コイル５２は、その内側に、永久磁石５１が位置するように設けられている。これにより、前述した第１実施形態と同様に、コイルへの通電により発生する磁界を永久磁石５１に効率的に作用させることができ、省電力化を図りつつ、可動板２１を大きな駆動力で回動させることができる。
コイル５２は、前述した実施形態と同様に、円筒状をなしている。また、コイル５２は、その内側に、永久磁石５１が位置するように設けられている。これにより、前述した第１実施形態と同様に、コイルへの通電により発生する磁界を永久磁石５１に効率的に作用させることができ、省電力化を図りつつ、可動板２１を大きな駆動力で回動させることができる。
また、コイル５２は、支持部２２の周方向に沿って設けられている。これにより、ｘ−ｙ平面にて、コイル５２が、支持部２２に対応する領域内に位置することとなり、スペースを有効活用することができる。よって、アクチュエータ１Ａの小型化を図ることができる。
コイル５２の内径は、内側部２２１の内径とほぼ等しくなっている。すなわち、コイル５２は、その内周縁が支持部２２の内周縁に沿うように設けられている。これにより、永久磁石５１とコイル５２との離間距離を比較的短くすることができ、よって、コイル５２への通電により発生する磁界をより効率的に永久磁石５１に作用させることができる。
コイル５２の内径は、内側部２２１の内径とほぼ等しくなっている。すなわち、コイル５２は、その内周縁が支持部２２の内周縁に沿うように設けられている。これにより、永久磁石５１とコイル５２との離間距離を比較的短くすることができ、よって、コイル５２への通電により発生する磁界をより効率的に永久磁石５１に作用させることができる。
また、このようにコイル５２を配置すると、ｘ−ｙ平面にて、第１の振動系２７Ａおよび第２の振動系２８Ａが、コイル５２の内側に位置することとなる。そのため、可動板２８１Ａの回動時に、駆動板２７１Ａや、第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａがコイル５２に接触してしまうことを確実に防止することができる。これにより、アクチュエータ１は、所望の振動特性を発揮することができる。
また、駆動板２７１Ａや、第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａと、コイル５２との接触を防止することができるため、コイル５２をより基体２Ａ側に配置することができる。これにより、アクチュエータ１Ａの厚さが抑えられ、アクチュエータ１Ａの小型化を図ることができる。
また、駆動板２７１Ａや、第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａと、コイル５２との接触を防止することができるため、コイル５２をより基体２Ａ側に配置することができる。これにより、アクチュエータ１Ａの厚さが抑えられ、アクチュエータ１Ａの小型化を図ることができる。
図１１に示すように、電源回路５３は、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに回動させるための第１の電圧Ｖ１を発生させる第１の電圧発生部５３１Ａと、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｙまわりに回動させるための第２の電圧Ｖ２を発生させる第２の電圧発生部５３２Ａと、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳し、その電圧をコイル５２に印加する電圧重畳部５３３Ａとを備えている。
第１の電圧発生部５３１Ａは、図１２（ａ）に示すように、周期Ｔ１で周期的に変化する第１の電圧Ｖ１（垂直走査用電圧）を発生させるものである。
第１の電圧Ｖ１は、鋸波のような波形をなしている。そのため、アクチュエータ１Ａは、効果的に光を垂直走査（副走査）することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。ここで、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、３０〜８０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。
第１の電圧Ｖ１は、鋸波のような波形をなしている。そのため、アクチュエータ１Ａは、効果的に光を垂直走査（副走査）することができる。なお、第１の電圧Ｖ１の波形は、これに限定されない。ここで、第１の電圧Ｖ１の周波数（１／Ｔ１）は、垂直走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、３０〜８０Ｈｚ（６０Ｈｚ程度）であるのが好ましい。
本実施形態では、第１の電圧Ｖ１の周波数は、駆動板２７１Ａと１対の第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａとで構成された第１の振動系２７Ａのねじり共振周波数と異なる周波数となるように調整されている。
一方、第２の電圧発生部５３２Ａは、図１２（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（水平走査用電圧）を発生させるものである。
一方、第２の電圧発生部５３２Ａは、図１２（ｂ）に示すように、周期Ｔ１と異なる周期Ｔ２で周期的に変化する第２の電圧Ｖ２（水平走査用電圧）を発生させるものである。
第２の電圧Ｖ２は、正弦波のような波形をなしている。そのため、アクチュエータ１Ａは、効果的に光を主走査することができる。なお、第２の電圧Ｖ２の波形は、これに限定されない。
このような第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも大きいのが好ましい。すなわち、周期Ｔ２は、周期Ｔ１よりも短いのが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｙまわりに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。
このような第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも大きいのが好ましい。すなわち、周期Ｔ２は、周期Ｔ１よりも短いのが好ましい。これにより、より確実かつより円滑に、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｙまわりに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。
また、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第１の電圧Ｖ１の周波数と異なり、かつ、水平走査に適した周波数であれば、特に限定されないが、１０〜４０ｋＨｚであるのが好ましい。このように、第２の電圧Ｖ２の周波数を１０〜４０ｋＨｚとし、前述したように第１の電圧Ｖ１の周波数を６０Ｈｚ程度とすることで、ディスプレイでの描画に適した周波数で、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸まわりに回動させることができる。ただし、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘおよび回動中心軸Ｙのそれぞれの軸まわりに回動させることができれば、第１の電圧Ｖ１の周波数、第２の電圧Ｖ２の周波数、第１の電圧Ｖ１の周波数と第２の電圧Ｖ２の周波数との組み合わせなどは、特に限定されない。
本実施形態では、第２の電圧Ｖ２の周波数は、可動板２８１Ａと１対の第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａとで構成された第２の振動系２８Ａのねじり共振周波数と等しくなるように調整されている。言い換えると、第２の振動系２８Ａは、そのねじり共振周波数が水平走査に適した周波数になるように設計（製造）されている。これにより、可動板２８１Ａの回動中心軸Ｙまわりの回動角を大きくすることができる。
また、第１の振動系２７Ａの共振周波数をｆ１［Ｈｚ］とし、第２の振動系２８Ａの共振周波数をｆ２［Ｈｚ］としたとき、ｆ１とｆ２とが、ｆ２＞ｆ１の関係を満たすことが好ましく、ｆ２≧１０ｆ１の関係を満たすことがより好ましい。これにより、より円滑に、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｙまわりに第２の電圧Ｖ２の周波数で回動させることができる。
このような第１の電圧発生部５３１Ａおよび第２の電圧発生部５３２Ａは、それぞれ、制御部７に接続され、この制御部７からの信号に基づき駆動する。また、第１の電圧発生部５３１Ａおよび第２の電圧発生部５３２Ａには、電圧重畳部５３３Ａが電気的に接続されている。
この電圧重畳部５３３Ａは、コイル５２に電圧を印加するための加算器５３４Ａを備えている。加算器５３４Ａは、第１の電圧発生部５３１Ａから第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部５３２Ａから第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル５２に印加するようになっている。
このような第１の電圧発生部５３１Ａおよび第２の電圧発生部５３２Ａは、それぞれ、制御部７に接続され、この制御部７からの信号に基づき駆動する。また、第１の電圧発生部５３１Ａおよび第２の電圧発生部５３２Ａには、電圧重畳部５３３Ａが電気的に接続されている。
この電圧重畳部５３３Ａは、コイル５２に電圧を印加するための加算器５３４Ａを備えている。加算器５３４Ａは、第１の電圧発生部５３１Ａから第１の電圧Ｖ１を受けるとともに、第２の電圧発生部５３２Ａから第２の電圧Ｖ２を受け、これらの電圧を重畳しコイル５２に印加するようになっている。
以上のような構成のアクチュエータ１Ａは、次のようにして駆動する。なお、本実施形態では、前述したように、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第１の振動系２７Ａのねじり共振周波数と異なる値に設定されており、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第２の振動系２８Ａのねじり共振周波数と等しく、かつ、第１の電圧Ｖ１の周波数よりも大きくなるように設定されている（例えば、第１の電圧Ｖ１の周波数が６０Ｈｚで、第２の電圧Ｖ２の周波数が１５ｋＨｚ）。
例えば、図１２（ａ）に示すような第１の電圧Ｖ１と、図１２（ｂ）に示すような電圧Ｖ２とを電圧重畳部５３３Ａにて重畳し、重畳した電圧をコイル５２に印加する。
これにより、第１の電圧Ｖ１によって、永久磁石５１のスペーサ２５Ａ側を下側、スペーサ２６Ａ側を上側に磁気的に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ１」という）と、永久磁石５１のスペーサ２５Ａ側を上側、スペーサ２６Ａ側を下側に磁気的に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ２」という）とが交互に切り換わる。
これにより、第１の電圧Ｖ１によって、永久磁石５１のスペーサ２５Ａ側を下側、スペーサ２６Ａ側を上側に磁気的に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ１」という）と、永久磁石５１のスペーサ２５Ａ側を上側、スペーサ２６Ａ側を下側に磁気的に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ａ２」という）とが交互に切り換わる。
ここで、ｘ−ｙ平面にて、駆動板２７１Ａの回動中心軸Ｘに対して一方側にスペーサ２５Ａが位置し、他方側にスペーサ２６Ａが位置している。そのため、前述したような磁界Ａ１と磁界Ａ２とが交互に切り換わることで、第１の軸部材２７２Ａ、２７３Ａが捩り変形しつつ、駆動板２７１Ａが可動板２８１Ａとともに、第１の電圧Ｖ１の周波数で回動中心軸Ｘまわりに回動する。
なお、第１の電圧Ｖ１の周波数は、第２の電圧Ｖ２の周波数に比べて極めて低く設定されている。また、第１の振動系２７Ａの共振周波数は、第２の振動系２８Ａの共振周波数よりも低く設計されている（例えば、第２の振動系２８Ａの共振周波数の１／１０以下）。すなわち、第１の振動系２７Ａは、第２の振動系２８Ａよりも振動しやすいように設計されている。これにより、駆動板２７１Ａを第１の電圧Ｖ１によって支配的に回動中心軸Ｘまわりに回動させ、第２の電圧Ｖ２によって可動板２８１Ａが回動中心軸Ｘまわりに回動してしまうことを防止することができる。
一方、第２の電圧Ｖ２によって、永久磁石５１のスペーサ２５Ａ側を下側、スペーサ２６Ａ側を上側に磁気的に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ１」という）と、永久磁石５１のスペーサ２５Ａ側を上側、スペーサ２６Ａ側を下側へ磁気的に引き付けようとする磁界（この磁界を「磁界Ｂ２」という）とが交互に切り換わる。
ここで、ｘ−ｙ平面にて、駆動板２７１Ａの回動中心軸Ｙに対して一方側にスペーサ２５Ａが位置し、他方側にスペーサ２６Ａが位置している。そのため、磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａが捩れ変形しつつ、可動板２８１Ａが第２の電圧Ｖ２の周波数で回動中心軸Ｙまわりに回動する。
ここで、ｘ−ｙ平面にて、駆動板２７１Ａの回動中心軸Ｙに対して一方側にスペーサ２５Ａが位置し、他方側にスペーサ２６Ａが位置している。そのため、磁界Ｂ１と磁界Ｂ２とが交互に切り換わることで、第２の軸部材２８２Ａ、２８３Ａが捩れ変形しつつ、可動板２８１Ａが第２の電圧Ｖ２の周波数で回動中心軸Ｙまわりに回動する。
なお、第２の電圧Ｖ２の周波数は、第２の振動系２８Ａのねじり共振周波数と等しい。そのため、第２の電圧Ｖ２によって、支配的に可動板２８１Ａを回動中心軸Ｙまわりに回動させることができる。つまり、第１の電圧Ｖ１によって、可動板２８１Ａが回動中心軸Ｙまわりに回動してしまうことを防止することができる。
以上より、アクチュエータ１Ａにあっては、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳させた電圧をコイル５２に印加することで、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｙまわりに第２の電圧のＶ２の周波数で回動させることができる。
以上より、アクチュエータ１Ａにあっては、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とを重畳させた電圧をコイル５２に印加することで、可動板２８１Ａを回動中心軸Ｘまわりに第１の電圧Ｖ１の周波数で回動させつつ、回動中心軸Ｙまわりに第２の電圧のＶ２の周波数で回動させることができる。
以上、アクチュエータ１Ａについて説明したが、永久磁石５１の形状としては、特に限定されず、例えば、ｘ−ｙ平面にて、円形をなしていてもよいし、正方形状をなしていてもよい。また、例えば、永久磁石をその両極を結ぶ線分方向にて狭持するように、１対のヨークを設け、このヨークによって磁束を導くように構成してもよい。
また、スペーサ２５Ａ、２６Ａは、別体として形成されていなくてもよく、一体的に形成されていてもよい。例えば、駆動板２７１Ａの下面に円環状のスペーサが１つ設けられているものであってもよい。
以上のような第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。
また、スペーサ２５Ａ、２６Ａは、別体として形成されていなくてもよく、一体的に形成されていてもよい。例えば、駆動板２７１Ａの下面に円環状のスペーサが１つ設けられているものであってもよい。
以上のような第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。
＜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１３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１４は、図１３中Ｃ−Ｃ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、各図に示すように、互いに直交する３軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とする。
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１３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１４は、図１３中Ｃ−Ｃ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、各図に示すように、互いに直交する３軸をそれぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とする。
以下、第３実施形態のアクチュエータについて、前述した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。
本発明の第３実施形態にかかるアクチュエータは、永久磁石の形状が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータと同様である。なお、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３実施形態にかかるアクチュエータは、永久磁石の形状が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータと同様である。なお、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。
図１３に示すように、永久磁石５１Ｂの長手方向の長さは、可動板２１の外径よりも長い。そのため、アクチュエータ１Ｂを上側から見たとき、永久磁石５１Ｂの両端部５１１Ｂ、５１１Ｂが、それぞれ、可動板２１から露出している。
また、ｘ−ｙ平面にて、両端部５１１Ｂ、５１１Ｂは、それぞれ、円弧状に丸み付けされている。これにより、端部５１１Ｂとコイル５２との接触を防止しつつ、端部５１１Ｂを円筒状のコイル５２の内周面により近づけることができる。その結果、コイル５２への通電により発生する磁界を永久磁石５１Ｂにより効率的に作用させることができる。
また、ｘ−ｙ平面にて、両端部５１１Ｂ、５１１Ｂは、それぞれ、円弧状に丸み付けされている。これにより、端部５１１Ｂとコイル５２との接触を防止しつつ、端部５１１Ｂを円筒状のコイル５２の内周面により近づけることができる。その結果、コイル５２への通電により発生する磁界を永久磁石５１Ｂにより効率的に作用させることができる。
端部５１１Ｂは、ｘ−ｙ平面にて、円形状の支持部２２の内周縁とほぼ同じ中心Ｐを有し、かつ、その半径ｒ２が、支持部２２の内周縁の半径ｒ１よりも若干小さい円弧に沿って形成されていることが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
また、図１４に示すように、端部５１１Ｂの下面側が面取りされている。これにより、可動板２１の回動時に、端部５１１Ｂがコイル５２に接触することを防止しつつ、端部５１１Ｂをコイル５２の内周面により近づけることができる。
また、図１４に示すように、端部５１１Ｂの下面側が面取りされている。これにより、可動板２１の回動時に、端部５１１Ｂがコイル５２に接触することを防止しつつ、端部５１１Ｂをコイル５２の内周面により近づけることができる。
端部５１１Ｂは、ｙ−ｚ平面にて、回動中心軸Ｘを中心とし、かつ、永久磁石５１の上面の端５１３Ｂを通る円弧に沿って形成されていることが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
以上のような第３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。
以上のような第３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、各実施形態に示したアクチュエータは、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。なお、本発明の光スキャナは、前述したアクチュエータと同様の構成であるため、その説明を省略する。
ここで、図１５に基づき、画像形成装置の一例として、第２実施形態で示したアクチュエータ１Ａ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、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。また、回動中心軸ＸがスクリーンＳの横方向と平行であり、回動中心軸ＹがスクリーンＳの縦方向と平行である。
画像形成装置（プロジェクタ）９は、レーザーなどの光を照出する光源装置９１と、複数のダイクロイックミラー９２、９２、９２と、アクチュエータ１とを有している。
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。
各ダイクロイックミラー９２は、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。
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。
各ダイクロイックミラー９２は、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。
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、光源装置９１（赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３）から照出された光をダイクロイックミラー９２で合成し、この合成された光がアクチュエータ１Ａによって２次元走査され、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。
２次元走査の際、可動板２８１Ａの回動中心軸Ｙまわりの回動により光反射部２７４Ａで反射した光がスクリーンＳの横方向に走査（主走査）される。一方、可動板２８１Ａの回動中心軸Ｘまわりの回動により光反射部２７４Ａで反射した光がスクリーンＳの縦方向に走査（副走査）される。
なお、図１５中では、ダイクロイックミラー９２で合成された光をアクチュエータ１Ａによって２次元的に走査した後、その光を固定ミラーＭで反射させてからスクリーンＳに画像を形成するように構成されているが、固定ミラーＭを省略し、アクチュエータ１Ａによって２次元的に走査された光を直接スクリーンＳに照射してもよい。
なお、図１５中では、ダイクロイックミラー９２で合成された光をアクチュエータ１Ａによって２次元的に走査した後、その光を固定ミラーＭで反射させてからスクリーンＳに画像を形成するように構成されているが、固定ミラーＭを省略し、アクチュエータ１Ａによって２次元的に走査された光を直接スクリーンＳに照射してもよい。
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、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。また、各実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第３実施形態で示した永久磁石を第１実施形態のアクチュエータと組み合わせてもよいし、第２実施形態のアクチュエータと組み合わせてもよい。
また、前述した実施形態では、スペーサが、ＳＯＩ基板から形成されているものについて説明したが、これに限定されず、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料で形成されたスペーサを接着剤などの別部材を介して可動板の下面に設けてもよい。
また、前述した実施形態では、スペーサが、ＳＯＩ基板から形成されているものについて説明したが、これに限定されず、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料で形成されたスペーサを接着剤などの別部材を介して可動板の下面に設けてもよい。
１、１Ａ、１Ｂ……アクチュエータ ２、２Ａ……基体 ２１……可動板 ２１１……光反射部 ２２……支持部 ２２１……内側部 ２２２……外側部 ２３、２４……軸部材 ２５、２５Ａ、２６、２６Ａ……スペーサ ２７Ａ……第１の振動系 ２７１Ａ……駆動板 ２７２Ａ、２７３Ａ……第１の軸部材 ２８Ａ……第２の振動系 ２８１Ａ……可動板 ２８２Ａ、２８３Ａ……第２の軸部材 ２８４Ａ……光反射部 ３……ＳＯＩ基板 ３１……第１のＳｉ層 ３２……ＳｉＯ２層 ３３……第２のＳｉ層 ４……支持基板 ４１……基台 ４２……枠部材 ５……駆動手段 ５１、５１Ｂ……永久磁石 ５１１Ｂ……端部 ５１３Ｂ……端 ５２……コイル ５２１……空間 ５３、５３Ａ……電源回路 ５３１Ａ……第１の電圧発生部 ５３２Ａ……第２の電圧発生部 ５３３Ａ……電圧重畳部 ５３４Ａ……加算器 ６１、６２……シリコン基板 ７……制御部 ９……画像形成装置 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……ダイクロイックミラー Ｍ１〜Ｍ３……レジストマスク Ｍ……固定ミラー Ｓ……スクリーン Ｘ、Ｙ……回動中心軸
Claims (22)
- 可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の一方の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させるよう構成され、
前記永久磁石の少なくとも一部は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記支持部は、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動を許容しつつ、前記可動板の外周を囲むように形成されており、前記コイルは、前記支持部の周方向に沿って設けられている請求項１に記載のアクチュエータ。
- 前記支持部の内周縁は、前記可動板の外周縁に沿って形成されており、前記コイルは、前記支持部の内周縁に沿って設けられている請求項２に記載のアクチュエータ。
- 前記１対の軸部材は、前記可動板の平面視にて、前記コイルの内側に位置している請求項３に記載のアクチュエータ。
- 前記永久磁石は、前記可動板の前記一方の面から離間するようにスペーサを介して前記可動板に設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記可動板は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層が、この順にて積層してなるＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記スペーサは、前記ＳＯＩ基板の前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層のうちの少なくとも前記ＳｉＯ２層から形成されている請求項５に記載のアクチュエータ。
- 前記支持部の少なくとも一部は、前記ＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記コイルは、前記第１のＳｉ層から形成された前記支持部の前記ＳｉＯ２層側の面と接触または接合するよう設けられている請求項６に記載のアクチュエータ。
- 支持部と、
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられた可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の一方の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させるように構成され、
前記永久磁石は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記支持部は、Ｘ−Ｙ平面にて、前記駆動板の回動を許容しつつ、前記駆動板の外周を囲むように形成されており、前記コイルは、前記支持部の周方向に沿って設けられている請求項８に記載のアクチュエータ。
- 前記支持部の内周縁は、前記駆動板の外周縁に沿って形成されており、前記コイルは、前記支持部の内周縁に沿って設けられている請求項９に記載のアクチュエータ。
- 前記１対の第１の軸部材は、Ｘ−Ｙ平面にて、前記コイルの内側に位置している請求項１０に記載のアクチュエータ。
- 前記永久磁石は、前記駆動板の前記一方の面から離間するようにスペーサを介して前記可動板に設けられている請求項８ないし１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記駆動板は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層が、この順にて積層してなるＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記スペーサは、前記ＳＯＩ基板の前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層のうちの少なくとも前記ＳｉＯ２層から形成されている請求項１２に記載のアクチュエータ。
- 前記支持部の少なくとも一部は、前記ＳＯＩ基板の前記第１のＳｉ層から形成され、前記コイルは、前記第１のＳｉ層から形成された前記支持部の前記ＳｉＯ２層側の面と接触または接合するよう設けられている請求項１３に記載のアクチュエータ。
- 前記コイルに電圧を印加する電源回路を有し、該電源回路は、互いに周波数の異なる第１の交番電圧と第２の交番電圧とを発生させる電圧発生部と、前記第１の電圧と前記第２の電圧とを重畳する電圧重畳部とを備え、前記電圧重畳部で重畳された電圧を前記コイルに印加することにより、前記可動板を前記第１の電圧の周波数で前記Ｘ軸まわりに回動させつつ、前記第２の電圧の周波数で前記Ｙ軸まわりに回動させるように構成されている請求項８ないし１４のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記永久磁石は、前記コイルの軸方向の中央部に位置している請求項１ないし１５のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記可動板の一方の板面には、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１６のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記永久磁石は、前記可動板の前記光反射部と反対の面側に位置している請求項１７に記載のアクチュエータ。
- 光反射性を有する光反射部を備える可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成され、
前記永久磁石の少なくとも一部は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする光スキャナ。 - 支持部と、
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、前記光反射部で反射した光を２次元的に走査するよう構成され、
前記永久磁石は、前記コイルの内側に位置していることを特徴とする光スキャナ。 - 光反射性を有する光反射部を備える可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結する１対の軸部材と、
前記可動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、前記可動板の平面視にて、前記可動板の回動中心軸と異なる方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記１対の軸部材を捩り変形させつつ前記可動板を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成され、前記永久磁石の少なくとも一部が、前記コイルの内側に位置している光スキャナを備えることを特徴とする画像形成装置。 - 支持部と、
枠状の駆動板と、該駆動板を前記支持部に対してＸ軸まわりに回動可能とするように、前記駆動板と前記支持部とを連結する１対の第１の軸部材とで構成された第１の振動系と、
前記駆動板の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備える可動板と、該可動板を前記駆動板に対して前記Ｘ軸に直交するＹ軸まわりに回動可能とするように、前記可動板と前記駆動板とを連結する１対の第２の軸部材とで構成された第２の振動系と、
前記駆動板の前記光反射部と反対の面側に設けられ、Ｘ−Ｙ平面にて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸に対して傾斜する方向に磁化された永久磁石と、
前記永久磁石が設けられた面側に配置された筒状のコイルとを有し、
前記コイルへの通電により発生した磁界を前記永久磁石に作用させることにより、前記可動板を前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸まわりに回動させ、前記光反射部で反射した光を２次元的に走査するよう構成され、前記永久磁石が、前記コイルの内側に位置している光スキャナを備えることを特徴とする画像形成装置。
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