CN101140356A - 执行器件、光扫描仪以及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使在经过长时间连续使用的情况下也能维持稳定的驱动的执行器件、光扫描仪以及图像形成装置。本发明的执行器件(1)包括：质量部(21)；支撑部(22)；连接部(24)，其相对于支撑部(22)可转动地连接质量部(21)；和一对驱动源(4、5)，其具有用于使质量部(21)转动的压电元件(41、51)，一对驱动源(4、5)被设置成隔着转动中心轴(X)相互分离，各驱动源(4、5)被设置成相对于连接部(24)或者支撑部(22)可以滑动，通过使一对压电元件(41、51)以相反相位伸缩，从而在使连接部(24)的至少一部分扭曲变形的同时使质量部(21)转动。
Description
技术领域
本发明涉及执行器件、光扫描仪以及图像形成装置。
背景技术
例如，作为在激光打印机等中通过光扫描进行描绘用的光学器件，公知利用了由扭振子构成的执行器件(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1中，公开了具有1自由度振动系统的扭振子的执行器件。该执行器件包括反射镜、用于支撑反射镜的固定框部、连接反射镜和固定框部的一对弹簧部。一对弹簧部被设置成从反射镜的两侧支撑反射镜。
各弹簧部包括连接体、连接反射镜和连接体的第一弹簧部、以及连接固定框部和连接体的第二弹簧部。进一步，第二弹簧部由设置成相对于反射镜的转动中心轴相互对置的一对弹性体构成。即，各弹簧部具有在中途被分支成两根的结构。
在各第二弹簧部按照在其长度方向伸缩的方式接合压电元件(驱动源)。并且，执行器件通过向该压电元件施加电压而使该压电元件伸缩，从而使各第二弹簧部弯曲变形，伴随于此，使第一弹簧部弯曲变形而使反射镜转动，从而反射扫描光。由此，通过光扫描能进行描绘。
这里，接合于弹簧部的压电元件由于通过其驱动(施加电压)而产生热，所以各弹簧部升温。由于该升温使得弹簧部膨胀，而在专利文献1所涉及的执行器件是双臂支撑梁结构(双臂支撑)，所以不会容许膨胀导致的弹簧部的形状变化，其结果，导致一对弹簧部的弹性系数的急剧变化、执行器件整体的变形，不能维持稳定的驱动。
进一步，在如专利文献1的执行器件那样用做光扫描仪的情况下，上述的问题更加显著。具体而言，在扫描光时，在反射镜中所照射的光的大部分反射。但是，由于不能使反射镜的光反射率完全为100％，所以对于这样的执行器件，照射在反射镜上的光的一部分成为热源，使执行器件升温。由于该执行器件的升温，产生上述那样的问题。
另外，由于升温导致的弹簧部的膨胀，导致反射镜的转动中心轴错位，执行器件也产生不能发挥所希望的扫描特性的问题。
如上所述，专利文献1中涉及的执行器件在经过长时间使用时，存在无法维持所希望的扫描特性的问题。
专利文献1：特开2004-191953号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使在经过长时间连续使用的情况下也能维持稳定的驱动的执行器件、光扫描仪以及图像形成装置。
通过下述的本发明达成本发明的目的。
本发明的执行器件，其包括：
质量部；
支撑部；
连接部，其按照单臂支撑所述质量部的方式，相对于所述支撑部可转动地连接所述质量部；和
一对驱动源，其具有用于使所述质量部转动的压电元件，
所述一对驱动源被设置成隔着所述质量部的转动中心轴相互分离，
所述各驱动源被设置成相对于所述连接部或者所述支撑部可以滑动，
通过使所述一对压电元件以相反相位伸缩，从而在使所述连接部的至少一部分扭曲变形的同时使所述质量部转动。
由此，能允许因所述连接部的热膨胀导致的所述质量部向平行于转动中心轴的方向的位移。其结果，能防止所述连接部的弹性系数的急剧变化，进而能保持所述质量部的转动中心轴一定。如上所述，即使在由于从压电元件产生的热而使执行器件升温的情况等，执行器件也能发挥所希望的振动特性。即，即使执行器件经过长时间连续使用的情况下，也能维持所希望的振动特性。
在本发明的执行器件中，优选所述各驱动源相对于所述支撑部固定设置，并在所述压电元件和所述连接部之间具备滑动部件，
所述各滑动部件与设有该滑动部件的所述压电元件接合，且可以相对于所述连接部滑动。
通过设置这样的滑动部件，从而使所述各驱动源和所述连接部的接触位置、接触部形状等设计的自由度增加，能得到所希望的所述连接部和所述各驱动源的滑动性。
在本发明的执行器件中，优选所述各滑动部件具有比所述压电元件的构成主材料还低的热传导率。
由此，通过对所述压电元件施加电压(使所述压电元件伸缩)，从而能抑制从所述压电元件产生的热传递到所述连接部件。其结果，能抑制连接部的变形。
在本发明的执行器件中，优选在所述各驱动源的与所述连接部的抵接部的表面、以及/或者所述连接部的与所述各驱动源的抵接部的表面，实施用于提高滑动性的表面处理。
由此，能提高所述连接部和所述驱动部的滑动性。
在本发明的执行器件中，优选所述连接部具有板状的驱动部、可以相对于所述第一支撑部转动地连接所述驱动部的第一弹性部、和可以相对于所述驱动部转动地连接所述质量部的第二弹性部，
所述各驱动源被设置成可相对于所述驱动部滑动。
通过采用上述的结构，以相反相位使所述一对驱动源伸缩，在使所述第一弹性部扭曲变形的同时使所述驱动部转动，伴随于此，能在使所述第二弹性部扭曲变形的同时使所述质量部转动。其结果，即使所述驱动部的转动角小，也能提高所述质量部的转动角。
在本发明的执行器件中，优选所述各驱动源，相对于所述驱动部点接触，或者按照在平行于所述质量部的转动中心轴的方向延伸的方式相对于所述驱动部线接触。
由此，在所述驱动部的转动中，能保持所述驱动部和所述驱动源的接触面积大致一定，能使驱动部顺畅地转动。
在本发明的执行器件中，优选所述各驱动源与平行于所述质量部的转动中心轴的方向上的所述驱动部的整个区域线接触。
由此，在所述各压电元件的伸缩的作用下能对平行于所述质量部的转动中心轴的方向上的所述驱动部的整个区域均匀地施加所述各驱动源的驱动力。
在本发明的执行器件中，优选所述一对驱动源被设置成在所述驱动部的俯视情况下相对于所述质量部的转动中心轴大致对称。
由此，能使所述驱动部相对于所述质量部的转动中心轴对称地转动。
在本发明的执行器件中，优选所述弹性部具有一对可弹性变形的弹性部件，这一对弹性部件隔着所述质量部的转动中心轴相互对置，
所述一对驱动源对应于所述一对弹性部件而设置，
对应的所述驱动源和所述弹性部件被设置成可以滑动。
通过采用上述构成，能在保持转动中心轴一定的同时使所述质量部转动。
在本发明的执行器件中，优选所述各驱动源与所述弹性部件点接触。
由此，在所述驱动部的转动中，能保持所述驱动部和所述驱动源的接触面积大致一定，能使驱动部顺畅地转动。
在本发明的执行器件中，优选在所述质量部设置具有光反射性的光反射部。
由此，能将本发明的执行器件用作光学设备。
本发明的光扫描仪，其包括：
质量部，其包括具有光反射性的光反射部；
支撑部；
连接部，其按照单臂支撑所述质量部的方式，相对于所述支撑部可转动地连接所述质量部；和
一对驱动源，其具有用于使所述质量部转动的压电元件，
所述一对驱动源被设置成隔着所述质量部的转动中心轴相互分离，
所述各驱动源被设置成相对于所述连接部或者所述支撑部可以滑动，
通过使所述一对压电元件以相反相位伸缩，从而在使所述连接部的至少一部分扭曲变形的同时使所述质量部转动，扫描由所述光反射部反射的光。
由此，能允许因所述连接部的热膨胀导致的所述质量部向平行于转动中心轴的方向的位移。其结果，能防止所述连接部的弹性系数的急剧变化，进而能保持所述质量部的转动中心轴一定。如上所述，即使在因所述光反射部没有反射净的光使得光扫描仪升温的情况、或由于从压电元件产生的热而使光扫描仪升温的情况等，光扫描仪也能发挥所希望的扫描特性。即，即使光扫描仪经过长时间连续使用的情况下，也能维持所希望的振动特性。
本发明的图像形成装置，其具备光扫描仪，所述光扫描仪包括：
质量部，其包括具有光反射性的光反射部；
支撑部；
连接部，其按照单臂支撑所述质量部的方式，相对于所述支撑部可转动地连接所述质量部；和
一对驱动源，其具有用于使所述质量部转动的压电元件，
所述一对驱动源被设置成隔着所述质量部的转动中心轴相互分离，
所述各驱动源被设置成相对于所述连接部或者所述支撑部可以滑动，
通过使所述一对压电元件以相反相位伸缩，从而在使所述连接部的至少一部分扭曲变形的同时使所述质量部转动，扫描由所述光反射部反射的光。
由此，能提供具有出色的描绘特性的图像形成装置。
附图说明
图1是表示本发明的执行器件的第一实施方式的立体图。
图2是图1中的A-A线剖视图。
图3是图1中的B-B线剖视图。
图4是驱动源的放大图。
图5是表示图1所示的执行器件的驱动电压的电压波形的一例的图。
图6是说明执行器件的制造方法的图。
图7是说明执行器件的制造方法的图。
图8是表示本发明所涉及的执行器件的第二实施方式的图。
图9是图8中的A-A线剖视图。
图10是驱动源的放大图。
图11是激光打印机的示意图。
图12是曝光单元的示意图。
图中：1、1A-执行器件；1B-光扫描仪；2、2A-基体；21、21A-质量部；211-光反射部；22、22A-支撑部；24、24A-连接部；241-驱动部；242、242A-第一弹性部；2421A、2422A-弹性部件；243、243A-第二弹性部；244A-分支部；28-空间(凹部)；3-支撑基板；31-开口部(躲避部)；4、4A、5、5A-驱动源；41、51-压电元件；411-压电体层；412、413-电极、414-端子；42、42A、52-滑动部件；6-SOI基板(硅基板)；61、63-Si层；62-SiO2层；71、72、73-抗蚀剂掩模；8-激光打印机(图像形成装置)；81-感光体；82-带电单元；83-曝光单元；831-光源；832-聚光透镜；833-fθ透镜；84-显影单元；841-黑显影装置；842-品红显影装置；843-蓝绿显影装置；844-黄显影装置；851-初次转印辊；852-中间转印带；853-驱动辊；86-清洁单元；861-清洁刀片；87-供纸盒；88-二次转印辊；89-定影装置；9-硅基板；X-转动中心轴。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的执行器件的优选实施方式进行说明。
<第一实施方式>
首先，说明本发明的执行器件的第一实施方式。
图1是表示本发明的执行器件的第一实施方式的立体图，图2是图1中的A-A线剖视图，图3是图1中的B-B线剖视图，图4是驱动源的放大图，图5是表示图1所示的执行器件的驱动电压的电压波形的一例的图。
另外，以下，为了说明方便，将图1中的纸面跟前侧称为“上”，将纸面里侧称作“下”，将右侧称作“右”，将左侧称作“左”，将图2以及图3中的上侧称作“上”，将下侧称作“下”，将右侧称作“右”，将左侧称作“左”。
执行器件1包括：图1所示的具有2自由度振动系统的基体2；用于驱动基体2的2自由度振动系统的一对驱动源4、5；和用于支撑驱动源4、5的支撑基板3。
基体2包括：板状的质量部21；用于支撑质量部21的支撑部22；和单臂支撑质量部21的连接部24。进一步，连接部24包括：板状的驱动部241；第一弹性部242；和第二弹性部243。即，基体2由质量部21、支撑部22、驱动部241、第一弹性部242、第二弹性部243构成。
关于这样的执行器件1，通过对后述的压电元件41、51施加电压，从而使压电元件41、51相互以相反相位(向相反方向)伸缩，使第一弹性部242扭曲变形的同时使驱动部241转动，伴随于此，使第二弹性部243扭曲变形的同时使质量部21转动。此时，驱动部241以及质量部21分别以图1所示的转动中心轴X为中心转动。
在质量部21的上表面(与支撑基板3相反的面)设置具有光反射性的光反射部211。
关于质量部21以及驱动部241，驱动部241经第一弹性部242与支撑部22连接，质量部21经第二弹性部243与驱动部241连接。
第一弹性部242连接驱动部241和支撑部22，使得驱动部241可相对于支撑部22转动。
第二弹性部243连接质量部21和驱动部241，使得质量部21可相对于驱动部241转动。
所述的第一弹性部242和第二弹性部243被设置为同轴，将该轴设为转动中心轴(转动轴)X，驱动部241相对于支撑部22能够转动，质量部21相对于驱动部241能够转动。
另外，基体2具有由驱动部241和第一弹性部242构成的第一振动系统、与由质量部21和第二弹性部243构成的第二振动系统。即，基体2具有由第一振动系统以及第二振动系统构成的2自由度振动系统。
该2自由度振动系统被形成得比基体2整体的厚度还薄，并且在图2中，在上下方向上位于基体2的上部。换句话说，在基体2形成比基体2整体的厚度还薄的部分，在该薄的部分形成异形孔，从而形成质量部21、驱动部241、第一弹性部242、和第二弹性部243。
在本实施方式中，由于所述薄壁部的上表面位于与支撑部22的上表面相同的面上，从而在所述薄的部分的下方形成了质量部21以及驱动部241转动用的空间(凹部28)。
该基体2例如以硅为主材料而构成，一体形成质量部21、驱动部241、第一弹性部242、支撑部22、第一弹性部242和第二弹性部243。这样，通过以硅为主材料，从而能实现出色的转动特性，并且能发挥出色的耐久性。另外，能进行细微的处理(加工)，能实现执行器件1的小型化。
另外，基板2也可以由SOI基板等具有层叠结构的基板来形成质量部21、驱动部241、第一弹性部242、支撑部22、第一弹性部242和第二弹性部243。此时，优选按照质量部21、支撑部22的一部分、驱动部241、第一弹性部242、第一弹性部242和第二弹性部243成为一体的方式，由层叠结构基板的一层来构成上述这些构件。
该基板2例如通过以玻璃或硅为主材料而构成的支撑基板2来支撑。
如图3所示，在支撑基板3上，在与质量部21对应的部分形成有开口部分31。该开口部分31在质量部21转动(振动)时，构成了用于防止与支撑基板3接触的躲避部。通过设置开口部(躲避部)31，从而能防止执行器件1整体的大型化，同时能更大地设定质量部21的振动角(振幅)。
另外，所述的躲避部只要能充分发挥所述效果，并不一定在支撑基板3的下表面(与质量部21相反侧的面)开放(开口)。即，躲避部也可以由形成在支撑基板3的上表面的凹部来构成。另外，在空间28的深度大于质量部21的振动角(振幅)时等，也可以不设置躲避部。
另外，在支撑基板3，在与驱动部241对应的位置设有用于使质量部21转动的一对驱动源4、5。即，一对驱动源4、5设置于驱动部241和支撑基板3之间。
驱动源4和驱动源5被设置成隔着转动中心轴X而相互分离。具体而言，在图2中，在转动中心轴X的左侧设置驱动源4，在右侧设置驱动源5。
驱动源4和驱动源5分别与支撑基板3接合，并被设置成可与驱动部241相对滑动。在这里，如上所述，由于质量部21由连接部24单臂支撑，所以通过使各驱动源4、5与驱动部241(连接部24)能滑动，从而能允许热膨胀导致的所述连接部24向与转动中心轴X平行的方向的位移。由此，能防止连接部24的弹性系数的急剧变化，进一步能稳定地保持质量部21的转动中心轴X。如上所述，即使在由光反射部211没有反射干净的光而使执行器件1升温的情况、或由于从压电元件41、42产生的热而使执行器件1升温的情况等，执行器件1也能发挥所希望的振动特性。即，即使执行器件1经过长时间连续使用的情况下，也能维持所希望的振动特性。
接着对驱动源4、5进行详细描述，但由于驱动源4和驱动源5具有相同的结构(包括形状、尺寸)，所以以驱动源4为代表进行说明，省略对驱动源5的说明。
如图4所示，驱动源4由压电元件41和滑动部件42构成。
压电元件41的形状为以伸缩方向为长度方向的柱状，并被设置成其伸缩方向垂直于非驱动时的驱动部241的面的方向(图2中的上下方向)。进一步，压电元件41的下表面与支撑基板3接合。
如图4所示，该压电元件41具有：以压电材料为主材料构成的压电体层411；和夹持该压电体层411的一对电极412、413。
作为用于构成压电体层411的压电材料，例如可举出氧化锌、氮化铝、钽酸锂、铌酸锂、铌酸钾、钛酸镐酸铅(PZT)、钛酸钡及其他各种材料，虽然能利用这些材料中的1种或组合2种以上的材料，但尤其优选以氧化锌、氮化铝、钽酸锂、铌酸锂、铌酸钾、钛酸镐酸铅中的至少一种为主的材料。通过由上述的材料构成压电体层411，从而能以更高的频率驱动执行器件1。
电极412被设置成一部分从压电体层411的下表面(图4中下端的面)露出。电极413为与压电体层411的上表面(图3中上端的面)相同形状，并设置于压电体层411的上表面。并且，电极413通过例如由引线接合而形成的布线与设于支撑部件3上的端子414连接。并且，电极412和电极413(端子414)分别与未图示的电源(电压施加机构)连接。
向电极412和电极413(端子414)之间施加电压后，压电体层411在压电效果的作用下在其长度方向上伸缩。
在该压电元件41的上表面(电极413的与压电体层411相反侧的面)设有滑动部件42。即，滑动部件42设于压电元件41和驱动部241之间。并且，滑动部件42能与压电元件41接合，且能相对于驱动部241滑动。通过设置该滑动部件42，从而使驱动源4和驱动部241的接触位置、接触部的形状等的设计的自由度增加，能实现所希望的驱动部241与驱动源4之间的滑动性。
另外，滑动部件42与压电元件41接合，但并非限定于此，其也可以与驱动部241接合。但是通过使滑动部件42与压电元件41接合，与使滑动部件42与驱动部241接合的情况相比，能减少驱动部241的质量，能以更高的速度使驱动部241转动。
滑动部件42的前端部(驱动部241侧的端部)如图1～图3所示，是与驱动部241的接触部。如图4所示，该接触部(前端部)被做成圆形，其方向与转动中心轴X成直角的方向。这里，驱动部241相对于转动中心轴X转动，而驱动源4在与非驱动时的驱动部241的面垂直的方向伸缩。换句话说，在驱动部241转动时，驱动部241的面和驱动源4的伸缩方向所成的角变化。即，驱动部241与滑动部件42的接触位置在驱动部241的面上在与转动中心轴X成直角的方向上发生微小变化。由此，通过将前端部做成圆形，从而能提高滑动部件42对驱动部241的转动追随性。
滑动部件42按照在平行于转动中心轴X的方向延伸的方式与驱动部241线接触。由此，在驱动部241转动过程中，能保持驱动部241与滑动部件42(驱动源4)的接触面积大致一定。另外，能防止驱动部241上的与滑动部件42的接触部的位置在驱动部241转动中急剧变化。其结果，能保持转动中心轴X一定的同时，顺利地使驱动部241转动。
与此相对，例如滑动部件42的前端由平坦面构成，在执行器件1的非驱动状态下，构成为滑动部件42的平坦面与驱动部241面接触的情况下，若使驱动部241转动，则(1)在与非驱动状态相同的状态下，滑动部件42的平坦面整个区域与驱动部241接触，另外(2)在驱动源4伸展的状态下，滑动部件42的平坦面中最接近转动中心轴X的端和驱动部241点接触或线接触，另外(3)在驱动源4收缩的状态下(即驱动源5处于伸展状态)下，滑动部件42的平坦面中最远离转动中心轴X的端与驱动部241点接触或线接触。如上所述，在滑动部件42与驱动部241面接触时，其接触面积变化，或者驱动部241上的与滑动部件42的接触位置急剧变化。因此，难以使驱动部241顺利转动。
在平行于转动中心轴X的方向上，滑动部件42的前端(与驱动部242接触的部分)的长度长于驱动部242与滑动部件42的接触部的长度，且按照滑动部件42的前端与驱动部241的整个区域接触的方式设置滑动部件42。由此，即使在连接部24因温度变化而膨胀或者收缩，伴随于此驱动部241的位置相对于滑动部件42向平行于转动中心轴X的方向位移时，也能使滑动部件42与平行于转动中心轴X的方向上的驱动部241的整个区域线接触。即，可以不受执行器件1的温度变化的影响，在确保转动中心轴X一定的同时使驱动部241转动。
另外，滑动部件42由于与平行于转动中心轴X的方向上的驱动部241的整个区域线接触，所以能对平行于转动中心轴X的方向上的驱动部241的整个区域均匀地施加驱动源4的驱动力。另外，能容易地使驱动源4与驱动部241的接触部、和驱动源5与驱动部241的接触部相对于转动中心轴X对称。由此，能实现执行器件1的制造的简单化，同时能使驱动部241相对于转动中心轴X对称地转动。
这里，在执行器件1非驱动时，优选滑动部件42和驱动部241的接触压力大致为0。由此，能防止连接部24向垂直于质量部21的面的方向翘起而导致转动中心轴X错位。另外，只要能将驱动源4的驱动力传递到驱动部241，就没有特别限定。例如，也可以构成为：在执行器件1非驱动时，滑动部件42和驱动部241不接触，在压电元件41伸展时，滑动部件42和驱动部241接触。
对滑动部件42的前端部(与驱动部241的接触部)以及驱动部241的与滑动部件42的接触部施加用于提高滑动性的表面处理。由此，能提高驱动部241相对于滑动部件42的滑动性。即，能减轻滑动部件42与驱动部241的磨擦(滑动阻力)。具体而言，如图2所示，分别在滑动部件42的前端部和驱动部241的与滑动部件42的接触部形成覆盖层P。
作为能降低上述磨擦的材料，例如举出聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃、聚氯乙稀、聚酯(PET、PBT等)、聚酰胺、聚酰亚胺、聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、硅酮树脂、氟系树脂(PTFE、ETFE等)、或这些的复合材料。
其中尤其优选使用氟系树脂(或者包含该氟系树脂的复合材料)，此时能降低滑动部件42和驱动部241的摩擦阻力，提高滑动性。
另外，在使用了氟系树脂(或者包含氟系树脂的复合材料)的情况下，通过烧接或喷涂等的方法，在将树脂材料加热了的状态下，可以覆盖滑动部件42以及驱动部241。由此，实现了特别出色的覆盖层P的密接性。
另外，若覆盖层P由硅酮树脂(或者包含硅酮树脂的复合材料)构成，则在形成覆盖层P(覆盖在滑动部件42或驱动部241上)时，即使不加热，也能形成可靠且稳固地密接的覆盖层P。即，在覆盖层P由硅酮树脂(或者包含硅酮树脂的复合材料)构成时，由于能使用反应固化型的材料等，所以能在室温下进行覆盖层P的形成。这样，通过在室温下形成覆盖层P，从而能简单地进行涂敷。
另外，作为用于提高滑动性的表面处理，并非限定于此，例如也可以是分别将滑动部件42的前端部的表面、以及驱动部241的与滑动部件42的接触部的表面粗面化的表面处理。另外，在本实施方式中，对分别在滑动部件42的前端部、以及驱动部241的与滑动部件42的接触部形成覆盖层P的表面处理进行了说明，但也可以仅在上述任意一部分上实施表面处理。另外，也可以省略上述的表面处理。
上述的滑动部件42具有低于压电元件41的构成材料的热传导率。由此，能抑制通过向压电元件41施加电压而产生的热传递到驱动部241。由此，能抑制升温引起的连接部24的膨胀。
作为这样的材料，没有特别限定，可以利用各种热塑性树脂、各种热固化性树脂。其中尤其优选热固化性树脂。热固化性树脂具有出色的耐热性，并且硬度高，不容易变质和变形的性质。因此，能防止由压电元件41产生的热而使滑动部件42变形。作为这样的热固化性树脂没有特别限定，可以适当利用聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、尿素树脂、三聚氰酰胺树脂、邻苯二甲酸二烯丙基树脂等。
另外，通过由能降低上述磨擦的材料来构成滑动部件42，从而能省略所述的表面处理工序，能实现制造工序的简单化。
以上对滑动部件42进行了详细描述，但作为滑动部件42的形状只要能使驱动部241转动便没有特别限定，例如也可以与驱动部241点接触。由此，与上述的线接触的情况相同，在驱动部241转动时，能确保驱动部241和滑动部件42的接触部的位置大致恒定，进一步能防止驱动部241上的与滑动部件42的接触部的位置在驱动部241的转动中不会急剧变化。其结果，能顺畅且稳定地使驱动部241转动。
以上对驱动源4进行了详细的描述，但驱动源5也具有与驱动源4同样的构成。即，驱动源5具有压电元件51和滑动部件52。所述的驱动源4和驱动源5被设置成相对于转动中心轴X成为对象。由此，能使驱动部241相对于转动中心轴X对称地转动。
如以上那样构成的执行器件1按照下述方式进行驱动。
例如，向压电元件41施加图5(a)所示的电压，并且向压电元件51施加图5(b)所示的电压。即，向压电元件41和压电元件51施加相位相差180°的电压。这样一来，将交替反复以下两种状态：使压电元件41为伸展状态的同时，使压电元件51为收缩状态(将该状态称作“第一状态”)；使压电元件41为收缩状态的同时，使压电元件51为伸展状态(将该状态称作“第二状态”)。
在第一状态下，由于压电元件41的伸展，在图2中，左侧比驱动部241的转动中心轴X还向上方倾斜，右侧向下方倾斜。即，驱动部241按照图2中的顺时针(右旋转)转动。
另一方面，在第二状态下，由于压电元件51的伸展，在图2中，右侧比驱动部241的转动中心轴X还向上方倾斜，左侧向下方倾斜。即，驱动部241按照图2中的逆时针(左旋转)转动。
通过交替反复上述第一状态和第二状态，从而能使第一弹性部242扭曲变形的同时使驱动部241以转动中心轴X为轴进行转动，伴随于此，能使第二弹性部243扭曲变形的同时使质量部21以转动中心轴X为轴进行转动。另外，通过使压电元件41、51以相反相位伸缩，从而在保持转动中心轴X一定的同时使驱动部241转动。
另外，由于通过压电元件得到驱动力，所以即使以低电压驱动也能以比较大的驱动力进行驱动。因此，即使以低电压驱动，也能提高第一弹性部242的弹性系数，以高频率进行驱动。
例如按照以下方式能制造上述的执行器件1。
图6以及图7分别是用于说明第一实施方式的执行器件1的制造方法的图(纵剖视图)。另外，以下为了说明方便，将图6以及图7的上侧称作“上”，将下侧称作“下”。另外，将得到基体2的工序称作“A1”，将得到支撑基板3的工序称作“A2”，将驱动源4、5接合在支撑基板3的工序称作“A3”，将接合基体2和支撑基板3的工序称作“A4”。
[A1]
首先，如图6(a)所示，准备顺次层叠了Si层61、SiO2层62、Si层63的SOI基板(硅基板)6。接着，如图6(b)所示，SOI基板6的Si层61的上表面形成抗蚀剂掩膜71，该抗蚀剂掩膜71的形状与质量部21、支撑部22、连接部24的俯视形状对应。另一方面，在SOI基板6的Si层63的下表面，形成抗蚀剂掩膜72，该抗蚀剂掩膜72的形状与支撑部22(空间28)的俯视形状对应。然后，隔着该抗蚀剂掩膜71对SOI基板6进行蚀刻。之后除去抗蚀剂掩膜71。同样，隔着该抗蚀剂掩膜72对SOI基板6进行蚀刻。此时，SOI基板6的中间层的SiO2层62作为所述蚀刻的停止层而发挥作用。
作为蚀刻方法，例如可以组合使用等离子蚀刻、活性离子蚀刻、光束蚀刻、光加速蚀刻等的物理蚀刻法、湿蚀刻等的化学蚀刻法等中的一种或两种以上。另外，即使在以下的各工序的蚀刻中也可以采用同样的方法。
然后，除去SiO2层62，如图6(c)所示，能一体地形成质量部21、支撑部22以及连接部24。
进一步如图6(d)所示，在质量部21的上表面形成金属膜，形成光反射部211。由此能得到基体2。作为形成金属膜(光反射部211)的方法，可举出真空蒸镀、旋涂(低温旋涂)、离子电镀等的干式电镀法、电解电镀、无电解电镀等的湿式电镀法、金属喷涂法、金属箔的接合等。
[A2]
首先，如图7(a)所示，准备硅基板9。接着，如图7(b)所示，在硅基板9的上表面形成抗蚀剂掩膜73，其形状与开口部分31的俯视形状对应。然后，隔着该抗蚀剂掩膜73，对硅基板9进行蚀刻。之后除去抗蚀剂掩膜73，如图7(c)所示，能得到支撑基板3。
[A3]
首先，准备压电元件41，然后通过将滑动部件42与压电元件41的伸缩方向的一端接合而得到驱动源4。另外，作为制造压电元件41的方法，例如通过形成具有规定厚度(伸缩方向的长度)的压电体层411，并分别在厚度方向的两个面接合薄膜状的电极412、413，从而能形成压电元件41。关于驱动源5也同样。
然后，如图7(d)所示，将驱动源4的与滑动部件42相反侧的面接合在支撑基板3的上表面，且接合在与驱动部241对应的部分。关于驱动源5也同样。
[A4]
接着，如图7(e)所示，将工序[A1]中得到的基板2的下表面(支撑部22)和工序[A3]中得到的设有驱动源4、5的支撑基板3的上表面接合。作为接合方法没有特别限定，例如可以通过阳极接合来进行接合。通过以上工序，制造成第一实施方式的执行器件1。
<第二实施方式>
接着，对本发明的执行器件的第二实施方式进行说明。
图8是表示本发明的执行器件的第二实施方式的局部剖视立体图，图9是图8中的A-A线剖视图，图10是驱动源的放大图。另外，以下为了说明方便，将图8中的纸面跟前侧称为“上”，将纸面里侧称作“下”，将右侧称作“右”，将左侧称作“左”，将图9中的上侧称作“上”，将下侧称作“下”，将右侧称作“右”，将左侧称作“左”。
以下，对于第二实施方式的执行器件1A，以与所述第一实施方式的执行器件1的不同点为中心进行说明，关于同样的事项省略其说明。
第二实施方式的执行器件1A除了与基板2A的构成以及一对驱动源4A、5A的形状不同外，其他与第一实施方式的执行器件1大致同样。
即，基体2A具有：质量部21A；用于支撑质量部21A的支撑部22A；和相对于支撑部22A可转动地连接质量部21A的连接部24A。
连接部24A具有：在质量部21A的俯视情况下向垂直于转动中心轴X的方向延伸的分支部244A；连接分支部244A和支撑部22A的第一弹性部242A；和连接质量部21A与分支部244A的第二弹性部243A。
第一弹性部242A由一对弹性部件2421A、2422A构成，该一对弹性部件2421A、2422被设置成隔着转动中心轴X相互对置。弹性部件2421A连接分支部244A的延伸方向的一端和支撑部22A，弹性部件2422连接分支部244A的延伸方向的另一端和支撑部22A。另外，弹性部件2421A和弹性部件2422A分别向平行于转动中心轴X的方向延伸。即，连接部24A具有在中途分支成两根的结构。
在该执行器件1A中，使压电元件41伸缩而使弹性部件2421A弯曲变形，使压电元件51伸缩而使弹性部件2422A弯曲变形。并且通过使压电元件41和压电元件51交替地伸缩从而使分支部244A转动，伴随于此，在使第二弹性部243A扭曲变形的同时使质量部21A转动。此时，质量部21A分别以图8所示的转动中心轴X为中心转动。
驱动源4A设于支撑基板3和弹性部件2421A之间，与支撑基板3接合，能与弹性部件2421A滑动。同样，驱动源5A设于支撑基板3和弹性部件2422A之间，与支撑基板3接合，能与弹性部件2422A滑动。
接着对驱动源4A、5A进行详细描述，但由于驱动源4A和驱动源5A具有相同的结构(包括形状、尺寸)，所以以驱动源4为代表进行说明，省略对驱动源5的说明。
如图10所示，驱动源4A由压电元件41和滑动部件42A构成。压电元件41的形状为以伸缩方向为长度方向的柱状，并被设置成其伸缩方向垂直于非驱动时的质量部21的面的方向(图9中的上下方向)。进一步，压电元件41的下表面与支撑基板3接合。
在该压电元件41的上表面设有滑动部件42A，滑动部件42A与压电元件41接合，且能相对于弹性部件2421A滑动。
该滑动部件42A与弹性部件2421A点接触。由此，能提高压电元件41伸缩时滑动部件42A对弹性部件2421A的追随性。具体而言，弹性部件2421A在压电元件41的伸缩的作用下主要是弯曲变形，但由于分支部相应地转动，所以也会产生一些扭曲变形。由此，通过使滑动部件42与弹性部件2421A点接触，从而能在不受弹性部件2421A的扭曲变形影响的情况下使弹性部件2421A弯曲变形。
以上对本发明涉及的执行器件进行了说明，但本发明涉及的执行器件由于具有光反射部，所以例如也可以应用于光扫描仪、光开关、光衰减器等的光学设备中。
本发明涉及的光扫描仪1B与本发明的执行器件1同样，具有质量部、设于质量部的光反射部、支撑部、单臂支撑质量部的连接部、被设置成能相对于连接部滑动的一对驱动源。就上述光扫描仪而言，通过使各驱动源具有的压电元件以相互相反的相位伸缩而使连接部的至少一部分扭曲变形，从而使质量部转动，来扫描由光反射部反射的光。连接部的构成以及各驱动部的构成与本发明的执行器件1同样。由此，能允许因连接部的热膨胀导致的质量部向平行于转动中心轴的方向的位移。其结果，能防止连接部的弹性系数的急剧变化，进而能确保质量部的转动中心轴一定。通过上述，即使在因未被光反射部反射净的光而使光扫描仪升温的情况、因压电元件产生的热而使光扫描仪升温的情况等，本发明的光扫描仪也能发挥所希望的扫描特性。即，本发明的光扫描仪即使在经过长时间连续使用的情况下，也能维持所希望的扫描特性。
上述的光扫描仪例如能应用于激光打印机、成像用播放器、条形码读取器、扫描型共焦点显微镜等的图像形成装置。其结果，能提供具有出色的描绘特性的图像形成装置。
具体而言，对图11所示的激光打印机进行说明。
图11所示的本实施方式的激光打印机(图像形成装置)8是主要通过包括曝光、显影、转印、定影这一系列图像形成工序而将图像记录于记录介质中的装置。该图像形成装置8如图11所示，具有用于承载静电潜影并沿图示箭头方向旋转的感光体81，沿着其旋转方向依次配置有带电单元82、曝光单元83、显影单元84、初次转印辊851、清洁单元86。另外，激光打印机8在图11中的下部设有用于收纳纸等的记录介质的供纸盒87，在相对于该供纸盒87记录介质的搬送方向下游，沿着记录介质的搬送方向依次配有二次转印辊88、定影装置89。
感光体81具有圆筒状的导电性基材(未图示)、和形成于其外周面的感光层(未图示)，并且感光体81能绕其轴线沿着图11中箭头方向旋转。
带电单元82是通过电晕带电等使感光体81的表面均匀带电的装置。
曝光单元83是如下所述的装置：从未图示的个人计算机等的主机接收图像信息并据此在均匀带电的感光体(感光辊)81上照射激光，从而形成静电潜影。具体而言，如图12所示，曝光单元83包括：本发明的光扫描仪1B；向光扫描仪1B的光反射部照射光的光源831；将从光源831照射的光向光反射部聚光的聚光透镜832；和用于变换由光反射部反射的光的速度的fθ透镜833。由此，曝光单元83可以在扫描对象物(感光体81)的所希望的扫描位置上扫描(照射)光，能形成所希望的潜影。其结果，本发明的图像形成装置能发挥出色的描绘特性。另外，作为曝光单元83的构成没有特别限定。
显影单元84包括黑显影装置841、品红显影装置842、蓝绿显影装置843、和黄显影装置844这四个显影装置，并能以与感光体81对置的方式旋转。
接着，对如上述构成的激光打印机8的动作进行说明。
首先，根据来自未图示的主机的指令，感光体81、设于显影单元84的显影辊(未图示)、以及中间转印带852开始旋转。然后，感光体81旋转的同时，通过带电单元82而顺次带电。
感光体81的带电区域随着感光体81的旋转到达曝光位置，通过曝光单元83，在所述区域形成第一色调、例如与黄Y的图像信息对应的潜影。
形成于感光体81上的潜影随着感光体81的旋转而到达显影位置，通过黄显影装置844，以黄色墨粉显影。由此，在感光体81上形成黄色墨粉像。此时，YMCK显影单元84使黑显影装置844在所述显影位置与感光体81对置。
形成于感光体81上的黄色墨粉像随着感光体81的旋转到达初次转印位置(即，感光体81和初次转印辊851的对置部分)，通过初次转印辊851，该黄色墨粉像被转印到中间转印带852(初次转印)上。此时，对初次转印辊851施加与墨粉的带电极性相反的初次转印电压(初次转印偏压)。另外，在此期间，二次转印辊88离开中间转印带852。
通过对第二色调、第三色调以及第四色调反复执行与所述处理相同的处理，从而与各图像信号对应的各色的墨粉像被重合转印到中间转印带852上。由此，在中间转印带852上形成全色墨粉像。
另一方面，记录介质从供纸盒87被搬送到二次转印辊88。
形成于中间转印带852上的全色墨粉像随着中间转印带852的旋转而到达二次转印位置(剂，二次转印辊88和驱动辊853的对置部分)，通过二次转印辊88，全色墨粉像被转印到记录介质P上(二次转印)。此时，二次转印辊88被按压在中间转印带852上，并且被施加二次转印电压(二次转印偏压)。
转印到记录介质的全色墨粉像通过定影装置89被加热以及加压而熔接于记录介质P。之后，记录介质被排出到激光打印机8的外部。
另一方面，在感光体81经过初次转印位置后，通过清洁单元86的清洁刀片861刮落附着于其表面上的墨粉，为用于形成下一次潜影的带电做准备。被刮落的墨粉被回收到清洁单元86内的残留墨粉回收部。
以上基于图示的实施方式对本发明的执行器件、光扫描仪以及图像形成装置进行了说明，但本发明并非限定于此。
例如，在本发明的执行器件中，各部的构成可以置换为发挥同样功能的任意的构成，另外，也可以附加任意的构成。
另外，在上述的实施方式中，弹性部件采用直线状，但若是能通过使一对弹性部件向相反方向弯曲变形而使驱动部转动的话，则弹性部件的形状可以是任意的。
另外，在上述的实施方式中，说明了通过执行器件的中心相对于质量部或一对驱动部的转动轴线成直角的面大致对称(左右对称)的形状的结构，但也可以是不对称的形状。
另外，在上述的实施方式中，对光反射部设于质量部的上表面的构成进行了说明，但例如也可以是相反地进行设置的构成。即，光反射部也可以设于质量部的背面。
Claims (13)
1.一种执行器件，其包括：
质量部；
支撑部；
连接部，其按照单臂支撑所述质量部的方式，相对于所述支撑部可转动地连接所述质量部；和
一对驱动源，具有用于使所述质量部转动的压电元件，
所述一对驱动源被设置成隔着所述质量部的转动中心轴相互分离，
所述各驱动源被设置成相对于所述连接部或者所述支撑部可以滑动，
通过使所述一对压电元件以相反相位伸缩，从而在使所述连接部的至少一部分扭曲变形的同时使所述质量部转动。
2.如权利要求1所述的执行器件，其特征在于，
所述各驱动源相对于所述支撑部固定设置，并在所述压电元件和所述连接部之间具备滑动部件，
所述各滑动部件与设有该滑动部件的所述压电元件接合，且可以相对于所述连接部滑动。
3.如权利要求2所述的执行器件，其特征在于，
所述各滑动部件具有比所述压电元件的构成主材料还低的热传导率。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的执行器件，其特征在于，
在所述各驱动源的与所述连接部的抵接部的表面、以及/或者所述连接部的与所述各驱动源的抵接部的表面，实施用于提高滑动性的表面处理。
5.如权利要求1～4中的任一项所述的执行器件，其特征在于，
所述连接部具有板状的驱动部、可以相对于所述第一支撑部转动地连接所述驱动部的第一弹性部、和可以相对于所述驱动部转动地连接所述质量部的第二弹性部，
所述各驱动源被设置成可相对于所述驱动部滑动。
6.如权利要求5所述的执行器件，其特征在于，
所述各驱动源，相对于所述驱动部点接触，或者按照在平行于所述质量部的转动中心轴的方向延伸的方式相对于所述驱动部线接触。
7.如权利要求6所述的执行器件，其特征在于，
所述各驱动源与平行于所述质量部的转动中心轴的方向上的所述驱动部的整个区域线接触。
8.如权利要求5～7中的任一项所述的执行器件，其特征在于，
所述一对驱动源被设置成在所述驱动部的俯视情况下相对于所述质量部的转动中心轴大致对称。
9.如权利要求1～4中的任一项所述的执行器件，其特征在于，
所述弹性部具有一对可弹性变形的弹性部件，这一对弹性部件隔着所述质量部的转动中心轴相互对置，
所述一对驱动源对应于所述一对弹性部件而设置，
对应的所述驱动源和所述弹性部件被设置成可以滑动。
10.如权利要求9所述的执行器件，其特征在于，
所述各驱动源与所述弹性部件点接触。
11.如权利要求1～10中的任一项所述的执行器件，其特征在于，
在所述质量部设置具有光反射性的光反射部。
12.一种光扫描仪，其包括：
质量部，其包括具有光反射性的光反射部；
支撑部；
连接部，其按照单臂支撑所述质量部的方式，相对于所述支撑部可转动地连接所述质量部；和
一对驱动源，其具有用于使所述质量部转动的压电元件，
所述一对驱动源被设置成隔着所述质量部的转动中心轴相互分离，
所述各驱动源被设置成相对于所述连接部或者所述支撑部可以滑动，
通过使所述一对压电元件以相反相位伸缩，从而在使所述连接部的至少一部分扭曲变形的同时使所述质量部转动，扫描由所述光反射部反射的光。
13.一种图像形成装置，其具备光扫描仪，
所述光扫描仪包括：
质量部，其包括具有光反射性的光反射部；
支撑部；
连接部，其按照单臂支撑所述质量部的方式，相对于所述支撑部可转动地连接所述质量部；和
一对驱动源，其具有用于使所述质量部转动的压电元件，
所述一对驱动源被设置成隔着所述质量部的转动中心轴相互分离，
所述各驱动源被设置成相对于所述连接部或者所述支撑部可以滑动，
通过使所述一对压电元件以相反相位伸缩，从而在使所述连接部的至少一部分扭曲变形的同时使所述质量部转动，扫描由所述光反射部反射的光。
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