JP2008076695A

JP2008076695A - Actuator, optical scanner, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2008076695A
Application number: JP2006255084A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Murata; 昭浩村田; Hiroaki Hosomi; 浩昭細見
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: JP4720699B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator capable of driving at low speed while miniaturization is contrived, and also to provide an optical scanner and an image forming apparatus. <P>SOLUTION: The actuator is equipped with a mass section 21, holding sections 24, 25, connecting sections 22, 23, a driving means 4 for rotatably driving the mass section 21, and a semiconductor circuit 52 for driving the mass section 21, wherein the connecting sections 22, 23 are each composed of an elastically deformable elastic part. The actuator is configured to rotate the mass section 21 while the connecting sections 22, 23 are twistingly deformed. The connecting sections 22, 23 have a long shape and are provided with resin parts 222, 232 constituted mainly of a resin material at least in a part of the longitudinal direction. The holding section 24 is composed of a silicone part 241 constituted mainly of a silicone material, with the semiconductor circuit 52 installed in the silicone part 241 of the holding section 24. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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。 The present invention relates to an actuator, an optical scanner, and an image forming apparatus.

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、捩り振動子で構成された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には、１自由度振動系の捩り振動子を備えるアクチュエータが開示されている。このようなアクチュエータは、１自由度振動系の捩り振動子として、質量部と、固定枠部と、質量部を固定枠部に対して回動可能に連結する１対の捩りバネを有している。そして、質量部が、その両側から１対の捩りバネにより支持されている構造を有している。そして、質量部上には光反射性を有する光反射部が設けられており、１対の捩りバネを捩れ変形させながら質量部を回動駆動させて、光反射部で光を反射し走査する。これにより、光走査により描画を行うことができる。 For example, as an optical scanner for performing drawing by optical scanning with a laser printer or the like, an optical scanner using an actuator composed of a torsional vibrator is known (for example, see Patent Document 1).
Patent Document 1 discloses an actuator including a torsional vibrator having a one-degree-of-freedom vibration system. Such an actuator has, as a torsional vibrator of a one-degree-of-freedom vibration system, a mass part, a fixed frame part, and a pair of torsion springs that rotatably connect the mass part to the fixed frame part. Yes. The mass portion has a structure that is supported by a pair of torsion springs from both sides thereof. A light reflecting portion having light reflectivity is provided on the mass portion, and the mass portion is rotationally driven while torsionally deforming the pair of torsion springs, so that the light reflecting portion reflects and scans the light. . Thereby, drawing can be performed by optical scanning.

このようなアクチュエータは、シリコン基板（シリコンウエハ）をエッチングすることにより、質量部と１対の捩りバネと固定枠部とが一体的に形成されている。このようなアクチュエータにおいて、質量部を低速駆動させたい場合には、走査周波数を低くしなければならず、その方法としては、例えば、（１）捩りバネの長手方向での長さを長くする、（２）質量部の質量を大きくするなどが挙げられる。
しかし、特許文献１にかかるアクチュエータにおいて、上記のような方法を用いた場合には、アクチュエータの大型化を招くこととなる。すなわち、アクチュエータの小型化を図りつつ、低速駆動させることが難しい。 In such an actuator, a mass portion, a pair of torsion springs, and a fixed frame portion are integrally formed by etching a silicon substrate (silicon wafer). In such an actuator, when it is desired to drive the mass portion at a low speed, the scanning frequency must be lowered. For example, (1) the length of the torsion spring in the longitudinal direction is increased. (2) Increasing the mass of the mass part.
However, in the actuator according to Patent Document 1, when the above method is used, the size of the actuator is increased. That is, it is difficult to drive the actuator at a low speed while downsizing the actuator.

また、特許文献２には、１自由度振動系の捩り振動子を備える光偏向器が開示されている。このような光偏向器は、１自由度振動系の捩り振動子として、可動板をその両側で弾性支持体（ねじりバネ）により支持した構造をなしている。そして、可動板上には、光反射性を有する反射面（微小ミラー）が設けられており、弾性支持体を捩れ変形させながら可動板を回動駆動させ、反射面で光を反射し走査するよう構成されている。これにより、光走査により描画を行うことができる。 Patent Document 2 discloses an optical deflector including a one-degree-of-freedom vibration system torsional vibrator. Such an optical deflector has a structure in which a movable plate is supported by elastic supports (torsion springs) on both sides as a torsional vibrator of a one-degree-of-freedom vibration system. On the movable plate, a reflective surface (micromirror) having light reflectivity is provided. The movable plate is rotationally driven while torsionally deforming the elastic support, and light is reflected and scanned by the reflective surface. It is configured as follows. Thereby, drawing can be performed by optical scanning.

この光偏向器にあっては、弾性支持体（ねじりバネ）の表面に、弾性支持体の捩れ歪みに対応して抵抗値が変化する歪ゲージを設け、捩れ検出回路にて歪ゲージの抵抗値変化を検知し、その結果に基づいて、光偏向器の駆動回路を制御するよう構成されている。これにより、高精度な走査を行うことができる。
しかし、捩れ検出回路および／または駆動回路は、光偏向器自体に設けられていない。したがって、光偏向器全体の大型化を招き、光偏向器の小型化を図るのが難しい。 In this optical deflector, a strain gauge whose resistance value changes corresponding to the torsional strain of the elastic support is provided on the surface of the elastic support (torsion spring), and the resistance value of the strain gauge is detected by the torsion detection circuit. A change is detected, and the drive circuit of the optical deflector is controlled based on the result. Thereby, highly accurate scanning can be performed.
However, the twist detection circuit and / or the drive circuit is not provided in the optical deflector itself. Therefore, the overall size of the optical deflector is increased, and it is difficult to reduce the size of the optical deflector.

特開２００４−１９１９５３号公報JP 2004-191953 A 特開２００５−３２６４６３号公報JP 2005-326463 A

本発明の目的は、小型化を図りつつ、低速駆動を行うことの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。 An object of the present invention is to provide an actuator, an optical scanner, and an image forming apparatus that can be driven at a low speed while being downsized.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエータは、質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を回動可能に前記支持部に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させるための駆動手段と、
前記質量部を駆動させるための半導体回路とを有し、
前記連結部は、弾性部を備え、前記駆動手段を作動させることで、前記弾性部を捩り変形させつつ前記質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記弾性部は、長手形状をなし、その長手方向での少なくとも一部に樹脂材料を主材料として構成された樹脂部を備え、
前記支持部は、シリコンを主材料として構成されたシリコン部を少なくとも備え、
前記半導体回路は、前記シリコン部に設けられていることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、低速駆動させることのできるアクチュエータを提供することができる。 Such an object is achieved by the present invention described below.
The actuator of the present invention includes a mass part,
A support part for supporting the mass part;
A connecting portion that rotatably connects the mass portion to the support portion;
Driving means for rotating the mass part;
A semiconductor circuit for driving the mass part,
The connecting portion includes an elastic portion, and is an actuator configured to rotate the mass portion while torsionally deforming the elastic portion by operating the driving unit,
The elastic portion has a longitudinal shape, and includes a resin portion composed mainly of a resin material in at least a part of the longitudinal direction,
The support part includes at least a silicon part composed of silicon as a main material,
The semiconductor circuit is provided in the silicon portion.
As a result, it is possible to provide an actuator that can be driven at a low speed while being downsized.

本発明のアクチュエータでは、前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、
前記弾性部に設けられた応力検出素子と、
前記応力検出素子に接続された増幅回路とを有し、
前記増幅回路からの信号に基づいて前記質量部の挙動を検知するように構成され、
前記半導体回路には、前記増幅回路が含まれていることが好ましい。
これにより、前記増幅回路と前記応力検出素子との間の距離を小さくすることができ、前記増幅回路と前記応力検出素子との間でのノイズの発生を抑制することができる。その結果、より正確に前記質量部の挙動を検知することができる。 In the actuator of the present invention, it has behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part,
The behavior detecting means is
A stress detection element provided in the elastic part;
An amplification circuit connected to the stress detection element;
Configured to detect the behavior of the mass portion based on a signal from the amplifier circuit;
The semiconductor circuit preferably includes the amplifier circuit.
Thereby, the distance between the amplification circuit and the stress detection element can be reduced, and the generation of noise between the amplification circuit and the stress detection element can be suppressed. As a result, the behavior of the mass part can be detected more accurately.

本発明のアクチュエータでは、前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段を有し、
前記挙動検知手段は、
前記質量部に設けられた受光素子と、
前記光学素子に接続された増幅回路とを有し、
前記増幅回路からの信号に基づいて前記質量部の挙動を検知するように構成され、
前記半導体回路には、前記増幅回路が含まれていることが好ましい。
これにより、前記増幅回路と前記受光素子との間の距離を小さくすることができ、前記増幅回路と前記受光素子との間でのノイズの発生を抑制することができる。その結果、より正確に前記質量部の挙動を検知することができる。 In the actuator of the present invention, it has behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part,
The behavior detecting means is
A light receiving element provided in the mass part;
An amplification circuit connected to the optical element;
Configured to detect the behavior of the mass portion based on a signal from the amplifier circuit;
The semiconductor circuit preferably includes the amplifier circuit.
Thereby, the distance between the amplifier circuit and the light receiving element can be reduced, and the generation of noise between the amplifier circuit and the light receiving element can be suppressed. As a result, the behavior of the mass part can be detected more accurately.

本発明のアクチュエータでは、前記挙動検知手段の検知結果に基づいて、前記駆動手段の作動を制御する制御手段を有することが好ましい。
これにより、アクチュエータを所望の回動特性で駆動させることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記弾性部は、その長手方向でのほぼ全域にわたり該弾性部の前記樹脂部で構成されていることが好ましい。
これにより、前記弾性部の長手方向での長さを抑えつつ、前記弾性部のねじりバネ定数をより低くすることができる。その結果、より小型で、より低速駆動を行うことのできるアクチュエータを提供することができる。 The actuator of the present invention preferably has a control means for controlling the operation of the drive means based on the detection result of the behavior detection means.
Thereby, the actuator can be driven with a desired rotation characteristic.
In the actuator according to the aspect of the invention, it is preferable that the elastic portion is constituted by the resin portion of the elastic portion over almost the entire region in the longitudinal direction.
Thereby, the torsion spring constant of the elastic part can be further lowered while suppressing the length of the elastic part in the longitudinal direction. As a result, an actuator that is smaller and can be driven at a lower speed can be provided.

本発明のアクチュエータでは、前記支持部は、前記弾性部の前記樹脂部と一体化され、該樹脂部と同一の材料で構成された樹脂部を有することが好ましい。
これにより、アクチュエータの機械的強度を向上させることができる。その結果、アクチュエータの耐久性が向上し、長期間にわたって安定した駆動を行うことができる。
本発明のアクチュエータでは、前記支持部の前記樹脂部は、前記半導体回路を覆うように設けられていることが好ましい。
これにより、前記支持部の前記樹脂部に前記半導体回路の配線などを形成することができ、前記半導体回路内での短絡を防止することができる。また、配線のパターニングなど設計の自由度を増加させ、アクチュエータの製造の容易化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記質量部は、前記弾性部の樹脂部と一体化され、該樹脂部と同一の材料で構成された樹脂部を有することが好ましい。
これにより、アクチュエータの機械的強度を向上させることができる。その結果、アクチュエータの耐久性が向上し、長期間にわたって安定した駆動を行うことができる。 In the actuator according to the aspect of the invention, it is preferable that the support portion includes a resin portion that is integrated with the resin portion of the elastic portion and is made of the same material as the resin portion.
Thereby, the mechanical strength of the actuator can be improved. As a result, the durability of the actuator is improved and stable driving can be performed over a long period of time.
In the actuator according to the aspect of the invention, it is preferable that the resin portion of the support portion is provided so as to cover the semiconductor circuit.
Thereby, the wiring of the said semiconductor circuit etc. can be formed in the said resin part of the said support part, and the short circuit within the said semiconductor circuit can be prevented. In addition, the degree of freedom of design such as patterning of wiring can be increased, and the manufacture of the actuator can be facilitated.
In the actuator according to the aspect of the invention, it is preferable that the mass portion includes a resin portion that is integrated with the resin portion of the elastic portion and is made of the same material as the resin portion.
Thereby, the mechanical strength of the actuator can be improved. As a result, the durability of the actuator is improved and stable driving can be performed over a long period of time.

本発明のアクチュエータでは、前記駆動手段は、
前記質量部の前記樹脂部に設けられたコイルと、
前記コイルに電圧を印加する電圧印加手段とを有し、
前記電圧印加手段により前記コイルに電圧を印加することで、前記質量部を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、前記質量部の樹脂部が絶縁層として機能するため、前記コイルの配線間での短絡を防止することができる。また、別途絶縁層を設ける必要がなく、アクチュエータの製造工程の簡易化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記質量部には、光反射性を有する光反射部が設けられていることが好ましい。
これにより、本発明にかかるアクチュエータを光学デバイスとして用いることができる。 In the actuator of the present invention, the driving means includes
A coil provided in the resin part of the mass part;
Voltage application means for applying a voltage to the coil,
It is preferable that the mass portion is rotated by applying a voltage to the coil by the voltage applying means.
Thereby, since the resin part of the said mass part functions as an insulating layer, the short circuit between the wiring of the said coil can be prevented. Further, it is not necessary to provide a separate insulating layer, and the manufacturing process of the actuator can be simplified.
In the actuator according to the aspect of the invention, it is preferable that the mass portion is provided with a light reflecting portion having light reflectivity.
Thereby, the actuator concerning this invention can be used as an optical device.

本発明の光スキャナは、光反射性を有する光反射部を備えた質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を回動可能に前記支持部に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させるための駆動手段と、
前記質量部を駆動させるための半導体回路とを有し、
前記連結部は、弾性部を備え、前記駆動手段を作動させることで、前記弾性部を捩り変形させつつ前記質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査する光スキャナであって、
前記弾性部は、長手形状をなし、その長手方向での少なくとも一部に樹脂材料を主材料として構成された樹脂部を備え、
前記支持部は、シリコンを主材料として構成されたシリコン部を少なくとも備え、
前記半導体回路は、前記シリコン部に設けられていることを特徴とする。
これにより、小型化を図りつつ、低速駆動させることのできる光スキャナを提供することができる。 The optical scanner of the present invention includes a mass part including a light reflecting part having light reflectivity,
A support part for supporting the mass part;
A connecting portion that rotatably connects the mass portion to the support portion;
Driving means for rotating the mass part;
A semiconductor circuit for driving the mass part,
The connecting portion includes an elastic portion, and is an optical scanner that scans light reflected by the light reflecting portion by rotating the mass portion while twisting and deforming the elastic portion by operating the driving unit. And
The elastic portion has a longitudinal shape, and includes a resin portion composed mainly of a resin material in at least a part of the longitudinal direction,
The support part includes at least a silicon part composed of silicon as a main material,
The semiconductor circuit is provided in the silicon portion.
Accordingly, it is possible to provide an optical scanner that can be driven at a low speed while being downsized.

本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を備えた質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を回動可能に前記支持部に連結する連結部と、
前記質量部を回動駆動させるための駆動手段と、
前記質量部を駆動させるための半導体回路とを有し、
前記連結部は、弾性部を備え、前記駆動手段を作動させることで、前記弾性部を捩り変形させつつ前記質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査する光スキャナを備えた画像形成装置であって、
前記弾性部は、長手形状をなし、その長手方向での少なくとも一部に樹脂材料を主材料として構成された樹脂部を備え、
前記支持部は、シリコンを主材料として構成されたシリコン部を少なくとも備え、
前記半導体回路は、前記シリコン部に設けられていることを特徴とする。
これにより、小型で、優れた描画特性を有する画像形成装置を提供することができる。 An image forming apparatus according to the present invention includes a mass part including a light reflecting part having light reflectivity,
A support part for supporting the mass part;
A connecting portion that rotatably connects the mass portion to the support portion;
Driving means for rotating the mass part;
A semiconductor circuit for driving the mass part,
The connecting portion includes an elastic portion, and includes an optical scanner that scans light reflected by the light reflecting portion by rotating the mass portion while twisting and deforming the elastic portion by operating the driving unit. An image forming apparatus,
The elastic portion has a longitudinal shape, and includes a resin portion that is configured with a resin material as a main material at least in part in the longitudinal direction,
The support part includes at least a silicon part composed of silicon as a main material,
The semiconductor circuit is provided in the silicon portion.
Accordingly, it is possible to provide a small image forming apparatus having excellent drawing characteristics.

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実施形態を説明する。
図１は、本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、駆動手段および半導体回路を説明するための図、図４は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、半導体回路を説明するための図、図６は、制御系を説明するためのブロック図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図１および図３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および図４中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。 Hereinafter, preferred embodiments of an actuator, an optical scanner, and an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the actuator of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the actuator of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining drive means and a semiconductor circuit. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1, FIG. 5 is a diagram for explaining a semiconductor circuit, and FIG. 6 is a block diagram for explaining a control system.
In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIGS. 1 and 3 is referred to as “up”, the back side of the page is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. The upper side in 4 is called “upper”, the lower side is called “lower”, the right side is called “right”, and the left side is called “left”.

アクチュエータ１は、図１に示すような１自由度振動系を有する基体２と、この基体２を支持する支持基板３とを有している。さらに、アクチュエータ１は、質量部２１を回動させるための駆動手段４と、質量部２１の挙動を検知するための挙動検知手段５と、駆動手段４の駆動を制御する制御手段６とを有している。
基体２は、質量部２１と、１対の連結部２２、２３と、１対の支持部２４、２５とを備えている。連結部２２、２３は、それぞれ、長手形状をなし弾性変形可能な弾性部で構成されている。したがって、以下、説明の便宜上、連結部２２を「弾性部２２」ともいい、連結部２３を「弾性部２３」ともいう。 The actuator 1 includes a base body 2 having a one-degree-of-freedom vibration system as shown in FIG. 1 and a support substrate 3 that supports the base body 2. Furthermore, the actuator 1 has a drive unit 4 for rotating the mass unit 21, a behavior detection unit 5 for detecting the behavior of the mass unit 21, and a control unit 6 for controlling the drive of the drive unit 4. is doing.
The base body 2 includes a mass portion 21, a pair of connecting portions 22 and 23, and a pair of support portions 24 and 25. Each of the connecting portions 22 and 23 is formed of an elastic portion having a longitudinal shape and elastically deformable. Therefore, hereinafter, for convenience of explanation, the connecting portion 22 is also referred to as “elastic portion 22”, and the connecting portion 23 is also referred to as “elastic portion 23”.

このようなアクチュエータ１にあっては、後述するコイル４３に電圧を印加することにより１対の弾性部２２、２３を捩れ変形させながら、質量部２１を回動させるように構成されている。このとき、質量部２１は、図１に示す回動中心軸Ｘを中心にして回動する。
このような１対の弾性部２２、２３は、非駆動時での質量部２１の平面視にて、質量部２１を中心として、ほぼ左右対称となるように設けられている。すなわち、本実施形態にかかるアクチュエータ１は、非駆動時での質量部２１の平面視にて、質量部２１を中心として、ほぼ左右対称となるように形成されている。 Such an actuator 1 is configured to rotate the mass portion 21 while twisting and deforming the pair of elastic portions 22 and 23 by applying a voltage to a coil 43 described later. At this time, the mass portion 21 rotates about the rotation center axis X shown in FIG.
The pair of elastic portions 22 and 23 are provided so as to be substantially symmetrical with respect to the mass portion 21 in a plan view of the mass portion 21 when not driven. That is, the actuator 1 according to the present embodiment is formed to be substantially bilaterally symmetric about the mass portion 21 in a plan view of the mass portion 21 when not driven.

質量部２１は、シリコンを主材料として構成された板状のシリコン部２１１と、シリコン部２１１の下面（支持基板３と対向する側の面）に設けられた板状の樹脂部２１２と、シリコン部２１１の上面（樹脂部２１２と反対側の面）に設けられた光反射部２１３とを有している。すなわち、質量部２１は、シリコン部２１１と樹脂部２１２と光反射部２１３とが、シリコン部２１１の厚さ方向へ積層した積層構造をなしている。さらに、樹脂部２１２の下面には、コイル４３が形成されている。
シリコン部２１１の構成材料であるシリコンの硬度は、樹脂部２１２を構成する樹脂材料の硬度に比べて高いため（すなわち、歪みにくいため）、質量部２１の機械的強度を向上させることができる。これにより、質量部２１の反り、歪み、撓みなどを防止することができる。 The mass portion 21 includes a plate-like silicon portion 211 made of silicon as a main material, a plate-like resin portion 212 provided on the lower surface of the silicon portion 211 (a surface facing the support substrate 3), silicon And a light reflecting portion 213 provided on the upper surface of the portion 211 (the surface opposite to the resin portion 212). That is, the mass portion 21 has a stacked structure in which the silicon portion 211, the resin portion 212, and the light reflecting portion 213 are stacked in the thickness direction of the silicon portion 211. Further, a coil 43 is formed on the lower surface of the resin portion 212.
Since the hardness of silicon that is a constituent material of the silicon part 211 is higher than the hardness of the resin material that constitutes the resin part 212 (that is, it is difficult to be distorted), the mechanical strength of the mass part 21 can be improved. Thereby, the curvature of the mass part 21, distortion, a bending, etc. can be prevented.

支持部２４は、シリコンを主材料で構成された板状のシリコン部２４１と、そのシリコン部２４１の下面に面接合するように設けられ樹脂材料を主材料として構成された板状の樹脂部２４２を備えている。すなわち、シリコン部２４１と樹脂部２４２とが、その厚さ方向に積層している。これと同様に、支持部２５は、シリコンを主材料で構成された板状のシリコン部２５１と、そのシリコン部２５１の下面に面接合するように設けられ樹脂材料を主材料として構成された板状の樹脂部２５２とを備えている。このような支持部２４、２５のうち、支持部２４のシリコン部２４１の下面には、後述する増幅回路（半導体回路）５２が形成されている。 The support part 24 is a plate-like silicon part 241 made of silicon as a main material, and a plate-like resin part 242 made so as to be surface-bonded to the lower surface of the silicon part 241 and made of a resin material as a main material. It has. That is, the silicon part 241 and the resin part 242 are laminated in the thickness direction. Similarly, the support part 25 is a plate-like silicon part 251 made of silicon as a main material, and a plate made of resin material as a main material provided so as to be surface-bonded to the lower surface of the silicon part 251. The resin part 252 is provided. An amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 described later is formed on the lower surface of the silicon portion 241 of the support portion 24 among the support portions 24 and 25.

弾性部２２は、質量部２１を支持部２４に対して回動可能とするように、質量部２１（樹脂部２１２）と支持部２４（樹脂部２４２）とを連結している。これと同様に、弾性部２３は、質量部２１を支持部２５に対して回動可能とするように、質量部２１（樹脂部２１２）と支持部２５（樹脂部２５２）とを連結している。このような弾性部２２と弾性部２３とは、互いに同一形状かつ同一寸法となっている。また、弾性部２２には、後述する応力検出素子（歪みゲージ）５１が設けられている。 The elastic part 22 connects the mass part 21 (resin part 212) and the support part 24 (resin part 242) so that the mass part 21 can be rotated with respect to the support part 24. Similarly, the elastic part 23 connects the mass part 21 (resin part 212) and the support part 25 (resin part 252) so that the mass part 21 can be rotated with respect to the support part 25. Yes. The elastic part 22 and the elastic part 23 have the same shape and the same size. The elastic portion 22 is provided with a stress detection element (strain gauge) 51 described later.

弾性部２２、２３は、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、質量部２１が支持部２４、２５に対して回動可能となっている。
このような弾性部２２および弾性部２３のそれぞれは、その長手方向の全域にわたり、樹脂材料を主材料として構成されている。これにより、例えば、アクチュエータの構成材料として一般的に用いられているシリコンを主材料として弾性部２２、２３を形成した場合に比べ、弾性部２２、２３の剛性（捩り剛性）を低くすることができる。すなわち、弾性部２２、２３を捩れ変形させやすくすることができる。これにより、弾性部２２、２３の長手方向での長さを抑えつつ、１対の弾性部２２、２３のねじりバネ定数を低くすることができる。すなわち、アクチュエータ１の駆動周波数を低く設定することができる。したがって、例えば、質量部２１の質量を大きくしなくても、低速で駆動させることができる。また、前述したように、増幅回路（半導体回路）５２が支持部２４に形成されており、支持部２４を有効利用することができる。以上より、アクチュエータ１の小型化を図りつつ、アクチュエータ１の低速駆動を行うことができる。 The elastic portions 22 and 23 are provided coaxially, and the mass portion 21 is rotatable with respect to the support portions 24 and 25 with these being the rotation center axis (rotation axis) X.
Each of the elastic part 22 and the elastic part 23 is composed of a resin material as a main material over the entire region in the longitudinal direction. Thereby, for example, the rigidity (torsional rigidity) of the elastic parts 22 and 23 can be reduced as compared with the case where the elastic parts 22 and 23 are formed using silicon which is generally used as a constituent material of the actuator. it can. That is, the elastic portions 22 and 23 can be easily twisted and deformed. Thereby, the torsion spring constant of the pair of elastic portions 22 and 23 can be lowered while suppressing the length of the elastic portions 22 and 23 in the longitudinal direction. That is, the drive frequency of the actuator 1 can be set low. Therefore, for example, the mass unit 21 can be driven at a low speed without increasing the mass. Further, as described above, the amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 is formed in the support portion 24, and the support portion 24 can be effectively used. As described above, the actuator 1 can be driven at a low speed while downsizing the actuator 1.

弾性部２２は、図２に示すように、質量部２１の樹脂部２１２および支持部２４の樹脂部２４２と一体化しており、これと同様に、弾性部２３は質量部２１の樹脂部２１２および支持部２５の樹脂部２５２と一体化している。ここで、質量部２１の回動時にて、最も応力が集中する部分は、弾性部２２、２３と質量部２１との境界部、弾性部２２と支持部２４との境界部および弾性部２３と支持部２５との境界部である。 As shown in FIG. 2, the elastic part 22 is integrated with the resin part 212 of the mass part 21 and the resin part 242 of the support part 24. Similarly, the elastic part 23 is composed of the resin part 212 of the mass part 21 and the resin part 212 of the mass part 21. It is integrated with the resin part 252 of the support part 25. Here, when the mass portion 21 rotates, the most stress-concentrated portions are the boundary portion between the elastic portions 22 and 23 and the mass portion 21, the boundary portion between the elastic portion 22 and the support portion 24, and the elastic portion 23. It is a boundary part with the support part 25.

したがって、弾性部２２、２３と質量部２１の樹脂部２１２と支持部２４の樹脂部２４２と支持部２５の樹脂部２５２とを一体化することで、弾性部２２、２３と質量部２１の樹脂部２１２と支持部２４の樹脂部２４２と支持部２５の樹脂部２５２とが別体として形成されている場合に比べ、アクチュエータ１の機械的強度を向上させることができる。その結果、アクチュエータ１の耐久性が向上し、アクチュエータ１は、長期間にわたって安定した駆動を行うことができる。 Therefore, by integrating the elastic portions 22 and 23, the resin portion 212 of the mass portion 21, the resin portion 242 of the support portion 24, and the resin portion 252 of the support portion 25, the elastic portions 22 and 23 and the resin of the mass portion 21 are integrated. Compared with the case where the portion 212, the resin portion 242 of the support portion 24, and the resin portion 252 of the support portion 25 are formed separately, the mechanical strength of the actuator 1 can be improved. As a result, the durability of the actuator 1 is improved, and the actuator 1 can be driven stably over a long period of time.

また、弾性部２２、２３と、質量部２１の樹脂部２１２と、支持部２４の樹脂部２４２と、支持部２５の樹脂部２５２とは、同一の樹脂材料で形成されている。これにより、製造工程の簡易化を図ることができる。 Further, the elastic portions 22 and 23, the resin portion 212 of the mass portion 21, the resin portion 242 of the support portion 24, and the resin portion 252 of the support portion 25 are formed of the same resin material. Thereby, simplification of a manufacturing process can be achieved.

弾性部２２、２３と質量部２１の樹脂部２１２と支持部２４の樹脂部２４２と支持部２５の樹脂部２５２とを構成する樹脂材料としては、質量部２１を回動させることができれば、特に限定されないが、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂を用いることができる。この中でも、特に、熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱硬化性樹脂は、耐熱性に優れ、変質、変性しにくい性質を持つ。そのため、熱硬化性樹脂を用いることにより、アクチュエータ１は、長期間にわたり、所望の回動特性を維持（発揮）することができる。このような熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂などを好適に用いることができる。 As a resin material constituting the elastic parts 22 and 23, the resin part 212 of the mass part 21, the resin part 242 of the support part 24, and the resin part 252 of the support part 25, as long as the mass part 21 can be rotated, Although not limited, various thermoplastic resins and various thermosetting resins can be used. Among these, it is particularly preferable to use a thermosetting resin. Thermosetting resins are excellent in heat resistance and have the property of being hardly altered or denatured. Therefore, by using a thermosetting resin, the actuator 1 can maintain (exhibit) desired rotation characteristics over a long period of time. Such a thermosetting resin is not particularly limited, and for example, polyimide resin, phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, urea resin, melamine resin, diallyl phthalate resin and the like can be suitably used.

また、アクチュエータ１を例えば、光スキャナなどの光学デバイスとして用いた場合などには、光反射部２１３で反射しきれなかった光により質量部２１が昇温してしまうことが考えられる。そのため、アクチュエータ１の使用条件によっても異なるが、比較的融点や軟化点の高い樹脂材料を用いることが好ましい。これにより、弾性部２２、２３の昇温に伴い、そのバネ定数が急激に（大幅に）変化してしまうことを防止することができる。その結果、アクチュエータ１は、長時間、連続的に使用される場合であっても、所望の走査特性を維持することができる。
以上のような基体２は、図１および図２に示すように、支持基板３に支持されている。 Further, when the actuator 1 is used as an optical device such as an optical scanner, for example, it is conceivable that the mass part 21 is heated by light that cannot be reflected by the light reflecting part 213. For this reason, it is preferable to use a resin material having a relatively high melting point and softening point, although it varies depending on the use conditions of the actuator 1. Thereby, it is possible to prevent the spring constant from changing suddenly (significantly) as the elastic portions 22 and 23 rise in temperature. As a result, the actuator 1 can maintain desired scanning characteristics even when used continuously for a long time.
The base 2 as described above is supported by a support substrate 3 as shown in FIGS.

支持基板３は、シリコンを主材料として構成されている。このような支持基板３の上面（基体２に対向する側の面）であって、支持部２４、２５に対向する位置には、１対の凸部３２、３３が形成されている。言い換えすれば、支持基板３の上面には凹部３０が形成されている。そして、その凸部３２の頂面と支持部２４、凸部３３の頂面と支持部２５の下面とが接合している。接合方法としては、特に限定されない。 The support substrate 3 is composed of silicon as a main material. A pair of convex portions 32 and 33 are formed on the upper surface of the support substrate 3 (the surface on the side facing the base 2) at a position facing the support portions 24 and 25. In other words, the recess 30 is formed on the upper surface of the support substrate 3. And the top surface of the convex part 32 and the support part 24, the top surface of the convex part 33, and the lower surface of the support part 25 are joined. The joining method is not particularly limited.

さらに、凹部３０の底面には質量部２１に対応する部分に開口部３１が形成されている。この開口部３１は、質量部２１が回動（振動）する際に、支持基板３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）３１を設けることにより、アクチュエータ１の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。 Further, an opening 31 is formed in a portion corresponding to the mass portion 21 on the bottom surface of the recess 30. The opening 31 constitutes an escape portion that prevents contact with the support substrate 3 when the mass portion 21 rotates (vibrates). By providing the opening (escape portion) 31, the deflection angle (amplitude) of the mass portion 21 can be set larger while preventing the entire actuator 1 from being enlarged.

なお、前述したような逃げ部は、前記効果を十分に発揮し得る構成であれば、必ずしも支持基板３の下面（基体２と反対側の面）で開放（開口）していなくてもよい。すなわち、逃げ部は、支持基板３の上面に形成された凹部で構成することもできる。また、凹部３０の深さ（凸部３２、３３の高さ）が質量部２１の振れ角（振幅）に対し大きい場合などには、開口部３１を設けなくともよい。 Note that the relief portion as described above does not necessarily have to be opened (opened) on the lower surface of the support substrate 3 (surface opposite to the base 2) as long as the above-described effect can be sufficiently exerted. In other words, the escape portion can also be configured by a recess formed on the upper surface of the support substrate 3. Further, when the depth of the concave portion 30 (height of the convex portions 32 and 33) is larger than the deflection angle (amplitude) of the mass portion 21, the opening portion 31 may not be provided.

次に、質量部２１を回動させるための駆動手段４について詳述する。
駆動手段４は、質量部２１の樹脂部２１２に設けられたコイル４３と、コイル４３に電圧を印加するための交流電源（電圧印加手段）４４と、質量部２１を介して対向して設けられた１対の磁石４１、４２とを有している。このような駆動手段４は、交流電源４４からコイル４３へ交流電圧を印加することで、質量部２１を支持部２４に対して振動（回動）させるように構成されている。 Next, the drive means 4 for rotating the mass part 21 will be described in detail.
The driving means 4 is provided to face the coil 43 provided in the resin part 212 of the mass part 21, an AC power source (voltage applying means) 44 for applying a voltage to the coil 43, and the mass part 21. And a pair of magnets 41 and 42. Such a drive unit 4 is configured to vibrate (rotate) the mass unit 21 with respect to the support unit 24 by applying an AC voltage from the AC power supply 44 to the coil 43.

コイル４３は、質量部２１の樹脂部２１２の下面（シリコン部２１１と反対側の面）のほぼ全域にわたって渦巻状に形成されている。樹脂部２１２が絶縁層として機能するため、コイル４３の配線間での短絡を防止することができる。また、例えば、シリコン部２１１上にコイル４３を設ける場合には、シリコン部２１１上に絶縁層（酸化膜層）などを形成する必要があるが、本発明のアクチュエータ１では、このような工程を別途設ける必要がない（省くことができる）。このような観点からみれば、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。なお、コイル４３のパターニング形状は、質量部２１を回動させることができれば、渦巻状に限定されない。 The coil 43 is formed in a spiral shape over almost the entire lower surface of the resin portion 212 of the mass portion 21 (surface opposite to the silicon portion 211). Since the resin part 212 functions as an insulating layer, a short circuit between the wirings of the coil 43 can be prevented. For example, when the coil 43 is provided on the silicon part 211, it is necessary to form an insulating layer (oxide film layer) or the like on the silicon part 211. In the actuator 1 of the present invention, such a process is performed. There is no need to provide it separately (it can be omitted). From this point of view, the manufacturing process of the actuator 1 can be simplified. The patterning shape of the coil 43 is not limited to a spiral shape as long as the mass portion 21 can be rotated.

コイル４３を形成する電線（配線）の両端部のうちの一方は、支持部２４に設けられた端子４３１に接続され、他方は、支持部２５に設けられた端子４３２に接続されている。そして、端子４３１、４３２には交流電源４４が接続されており、交流電源４４が、コイル４３に交流電圧を印加することにより、コイル４３から磁界を発生させることができる。 One of both ends of the electric wire (wiring) forming the coil 43 is connected to a terminal 431 provided on the support portion 24, and the other is connected to a terminal 432 provided on the support portion 25. An AC power supply 44 is connected to the terminals 431 and 432, and the AC power supply 44 can generate a magnetic field from the coil 43 by applying an AC voltage to the coil 43.

磁石４１と磁石４２とは、質量部２１の平面視にて、質量部２１を介して回動中心軸Ｘに直角な方向に対向して設けられている。
磁石４１と４２とは、磁石４１の磁石４２と対向する側の面と、磁石４２の磁石４１と対向する側の面とが、互いに異なる磁極となるように設けられている。
このような磁石４１、４２としては、特に限定されないが、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、アルニコ磁石などの永久磁石（硬磁性体）を好適に用いることができる。 The magnet 41 and the magnet 42 are provided to face each other in a direction perpendicular to the rotation center axis X via the mass portion 21 in a plan view of the mass portion 21.
The magnets 41 and 42 are provided such that the surface of the magnet 41 facing the magnet 42 and the surface of the magnet 42 facing the magnet 41 are different magnetic poles.
Although it does not specifically limit as such magnets 41 and 42, Permanent magnets (hard magnetic body), such as a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, and an alnico magnet, can be used conveniently.

以上のような構成の駆動手段４は、次のようにして質量部２１を回動（駆動）させる。
なお、説明の便宜上、図４に示すように、磁石４１の磁石４２と対向する側の面をＳ極とし、磁石４２の磁石４１と対向する側の面をＮ極とした場合について代表して説明する。
まず、交流電源４４により、端子４３１から端子４３２へ向けてコイル４３に電流を流した場合（以下「第１の状態」という）について説明する。この場合、質量部２１の回動中心軸Ｘよりも磁石４２側の部分には、図４にて下方向の電磁力が作用する（フレミングの左手の法則）。一方、質量部２１の回動中心軸Ｘよりも磁石４１側の部分には、図４にて上方向の電磁力が作用する。これにより、質量部２１は、図４にて、回動中心軸Ｘを軸として反時計回りに回転する。 The drive means 4 configured as described above rotates (drives) the mass portion 21 as follows.
For convenience of explanation, as shown in FIG. 4, as a representative case, the surface of the magnet 41 facing the magnet 42 is an S pole and the surface of the magnet 42 facing the magnet 41 is an N pole. explain.
First, a case where current is passed through the coil 43 from the terminal 431 to the terminal 432 by the AC power supply 44 (hereinafter referred to as “first state”) will be described. In this case, a downward electromagnetic force in FIG. 4 acts on the portion of the mass portion 21 closer to the magnet 42 than the rotation center axis X (Fleming's left-hand rule). On the other hand, an upward electromagnetic force in FIG. 4 acts on a portion of the mass portion 21 closer to the magnet 41 than the rotation center axis X. Thereby, the mass part 21 rotates counterclockwise about the rotation center axis X in FIG.

反対に、交流電源４４により、端子４３２から端子４３１へ向けてコイル４３に電流を流した場合（以下「第２の状態」という）、質量部２１のうち、回動中心軸Ｘよりも磁石４２側では、図４にて上方向の電磁力が発生する。一方、質量部２１のうち、回動中心軸Ｘよりも磁石４１側では、図４にて下方向の電磁力が発生する。これにより、質量部２１は、図４にて、回動中心軸Ｘを軸として時計回りに回転する。 On the other hand, when a current is passed through the coil 43 from the terminal 432 to the terminal 431 by the AC power supply 44 (hereinafter referred to as “second state”), the magnet 42 in the mass portion 21 is located more than the rotation center axis X. On the side, an upward electromagnetic force is generated in FIG. On the other hand, a lower electromagnetic force is generated in FIG. 4 on the magnet 41 side of the mass portion 21 with respect to the rotation center axis X. As a result, the mass portion 21 rotates clockwise about the rotation center axis X in FIG.

そして、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、弾性部２２、２３を捩れ変形させながら、質量部２１を支持部２４に対して回動させることができる。
さらに、電圧印加手段として交流電源４４を用いることで、第１の状態と第２の状態とを周期的に、かつ、円滑に切り換えることができ、質量部２１を円滑に回動させることができる。このような交流電源４４は、制御手段６により、その作動を制御されている。
なお、電圧印加手段としては、コイル４３に電圧を印加することができれば、本実施形態（交流電源４４）に限定されず、例えば、直流電源を用いてもよい。この場合には、例えば、コイル４３に直流電圧を間欠的に印加することで、質量部２１を支持部２４、２５に対して回動させることができる。 Then, by alternately repeating the first state and the second state, the mass portion 21 can be rotated with respect to the support portion 24 while the elastic portions 22 and 23 are torsionally deformed.
Furthermore, by using the AC power supply 44 as the voltage application means, the first state and the second state can be switched periodically and smoothly, and the mass portion 21 can be smoothly rotated. . The operation of such an AC power supply 44 is controlled by the control means 6.
The voltage applying means is not limited to the present embodiment (AC power supply 44) as long as a voltage can be applied to the coil 43. For example, a DC power supply may be used. In this case, for example, the mass portion 21 can be rotated with respect to the support portions 24 and 25 by intermittently applying a DC voltage to the coil 43.

次に、質量部２１の挙動を検知する挙動検知手段５について説明する。挙動検知手段５は、図３および図５に示すように、弾性部２２の下面（支持基板３に対向する面）に設けられた応力検出素子５１と、支持部２４のシリコン部２４１に形成され、応力検出素子５１に電気的に接続された増幅回路（半導体回路）５２とを有している。また支持部２４の樹脂部２４２には、応力検出素子５１と増幅回路５２とを接続するための貫通孔５３が複数形成されている。また、支持部２４の樹脂部２４２には、入力端子５２１と出力端子５２２とが形成されており、これらは、それぞれ増幅回路５２と電気的に接続されている。 Next, the behavior detection unit 5 that detects the behavior of the mass unit 21 will be described. As shown in FIGS. 3 and 5, the behavior detection unit 5 is formed on the stress detection element 51 provided on the lower surface of the elastic portion 22 (the surface facing the support substrate 3) and the silicon portion 241 of the support portion 24. And an amplification circuit (semiconductor circuit) 52 electrically connected to the stress detection element 51. A plurality of through holes 53 for connecting the stress detection element 51 and the amplifier circuit 52 are formed in the resin portion 242 of the support portion 24. In addition, an input terminal 521 and an output terminal 522 are formed on the resin portion 242 of the support portion 24, and these are electrically connected to the amplifier circuit 52, respectively.

このような挙動検知手段５は、増幅回路５２からの信号に基づいて質量部２１の挙動を検知するように構成されている。具体的には、応力検出素子５１は、変形量に対応して抵抗値が変化する性質を有する。このような応力検出素子５１を弾性部２２上に設けることで、弾性部２２の捩れ変形の程度に対応して（すなわち質量部２１の回動角に対応して）、応力検出素子５１の抵抗値を変化させることができる。このような応力検出素子５１としては、特に限定されないが、ピエゾ抵抗素子を好適に用いることができる。 Such behavior detecting means 5 is configured to detect the behavior of the mass portion 21 based on the signal from the amplifier circuit 52. Specifically, the stress detection element 51 has a property that the resistance value changes in accordance with the amount of deformation. By providing such a stress detection element 51 on the elastic part 22, the resistance of the stress detection element 51 corresponds to the degree of torsional deformation of the elastic part 22 (that is, corresponding to the rotation angle of the mass part 21). The value can be changed. The stress detecting element 51 is not particularly limited, but a piezoresistive element can be preferably used.

応力検出素子５１の抵抗値が変化することで、応力検出素子５１に流れる電流値（電気信号）が変化し、その電気信号の変化を増幅回路５２で増幅し、増幅後の信号に基づいて、質量部２１の挙動を検知する。これにより、より正確に質量部２１の挙動を検知することができる。
なお、応力検出素子５１の抵抗値変化に基づく電流値（電気信号）の変化は、微弱であるため、本実施形態のように、増幅回路５２により電気信号を増幅させることで、質量部２１の挙動をより正確に検知することができる。 By changing the resistance value of the stress detection element 51, the current value (electric signal) flowing through the stress detection element 51 changes, and the change in the electric signal is amplified by the amplification circuit 52. Based on the amplified signal, The behavior of the mass unit 21 is detected. Thereby, the behavior of the mass part 21 can be detected more accurately.
In addition, since the change of the current value (electric signal) based on the resistance value change of the stress detection element 51 is weak, the electric signal is amplified by the amplifier circuit 52 as in the present embodiment, so that the mass part 21 The behavior can be detected more accurately.

増幅回路５２は、支持部２４のシリコン部２４１に形成されており、これにより、支持部２４を有効利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。このような増幅回路（半導体回路）５２は、例えば、シリコン部２４１の表面付近にホウ素、イリジウム、カリウムなどの不純物を拡散させることにより形成することができる。 The amplifier circuit 52 is formed in the silicon part 241 of the support part 24, whereby the support part 24 can be used effectively. As a result, the actuator 1 can be downsized. Such an amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 can be formed, for example, by diffusing impurities such as boron, iridium, and potassium near the surface of the silicon portion 241.

また、増幅回路５２は、応力検出素子５１の近傍に設けられているため、増幅回路５２と応力検出素子５１との間の距離が極めて小さい。これにより、増幅回路５２と応力検出素子５１とを接続する配線の長さを短くすることができ、増幅回路５２と応力検出素子５１との間でのノイズの発生を抑制することができる。その結果、より正確に質量部２１の挙動を検知することができる。 Further, since the amplification circuit 52 is provided in the vicinity of the stress detection element 51, the distance between the amplification circuit 52 and the stress detection element 51 is extremely small. Thereby, the length of the wiring connecting the amplifier circuit 52 and the stress detection element 51 can be shortened, and the generation of noise between the amplifier circuit 52 and the stress detection element 51 can be suppressed. As a result, the behavior of the mass portion 21 can be detected more accurately.

このような増幅回路５２が形成されたシリコン部２４１の下面には、増幅回路５２を覆うように樹脂部２４２が設けられている。これにより、樹脂部２４２の下面に増幅回路５２の配線をパターニングすることができ、設計の自由度が拡大し、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。
ここで、例えば、質量部２１のシリコン部２１１に増幅回路５２を形成しても応力検出素子５１と増幅回路５２との距離を小さくすることができる。すなわち、増幅回路５２を質量部２１のシリコン部２１１に形成しても本発明のアクチュエータ１と同様の効果を奏することができる。 A resin portion 242 is provided on the lower surface of the silicon portion 241 where the amplifier circuit 52 is formed so as to cover the amplifier circuit 52. Thereby, the wiring of the amplifier circuit 52 can be patterned on the lower surface of the resin portion 242, the degree of freedom in design can be expanded, and the manufacturing process of the actuator 1 can be simplified.
Here, for example, even if the amplification circuit 52 is formed in the silicon portion 211 of the mass portion 21, the distance between the stress detection element 51 and the amplification circuit 52 can be reduced. That is, even if the amplifier circuit 52 is formed in the silicon part 211 of the mass part 21, the same effect as the actuator 1 of the present invention can be obtained.

ただし、アクチュエータ１を光スキャナなどの光学デバイスに用いた場合には、光反射部２１１で反射しきれなかった光によって質量部２１が昇温してしまうため、本実施形態のように増幅回路５２を支持部２４に形成することで、増幅回路５２を質量部２１に形成した場合と比べ、熱の影響を受けにくくすることができる。また、質量部２１と支持部２４とは、樹脂材料で構成された弾性部２２で連結されている。そのため、弾性部２２は断熱部としても機能し、光反射部２１３で発生した熱の支持部２４への伝達を抑制することができる。以上のように、支持部２４に増幅回路５２を形成することにより、アクチュエータ１が、長時間連続的に使用される場合であっても、極めて正確に質量部２１の挙動を検知することができる。
アクチュエータ１は、上述したような挙動検知手段５の検知結果に基づいて、駆動手段４の作動を制御する制御手段６を有している。制御手段６は、図６に示すように、増幅回路５２からの信号に基づいて交流電源４４を制御するように構成されている。これにより、アクチュエータ１は、所望の回動特性を発揮することができる。 However, when the actuator 1 is used in an optical device such as an optical scanner, the mass unit 21 is heated by the light that cannot be reflected by the light reflecting unit 211, and thus the amplifier circuit 52 as in the present embodiment. Is formed on the support portion 24, compared to the case where the amplifier circuit 52 is formed on the mass portion 21. Moreover, the mass part 21 and the support part 24 are connected by the elastic part 22 comprised with the resin material. Therefore, the elastic part 22 also functions as a heat insulating part and can suppress the transmission of heat generated in the light reflecting part 213 to the support part 24. As described above, by forming the amplifier circuit 52 in the support portion 24, the behavior of the mass portion 21 can be detected very accurately even when the actuator 1 is used continuously for a long time. .
The actuator 1 has a control means 6 for controlling the operation of the drive means 4 based on the detection result of the behavior detection means 5 as described above. As shown in FIG. 6, the control means 6 is configured to control the AC power supply 44 based on a signal from the amplifier circuit 52. Thereby, the actuator 1 can exhibit a desired rotation characteristic.

このようなアクチュエータ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
図７および図８は、それぞれ、第１実施形態のアクチュエータ１の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、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。
また、基体２を得る工程を［Ａ１］とし、支持基板３を得る工程を［Ａ２］とし、基体２と支持基板３からアクチュエータ１を得る工程を［Ａ３］とする。 Such an actuator 1 can be manufactured as follows, for example.
7 and 8 are views (longitudinal sectional views) for explaining the method for manufacturing the actuator 1 of the first embodiment. Hereinafter, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 7 and 8 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Also, the step of obtaining the base 2 is [A1], the step of obtaining the support substrate 3 is [A2], and the step of obtaining the actuator 1 from the base 2 and the support substrate 3 is [A3].

［Ａ１］まず、図７（ａ）に示すように、例えば、シリコン基板６０を用意する。
次に、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板６０の上面の支持部２４（シリコン部２４１）に対応する位置に増幅回路（半導体回路）５２を形成する。半導体回路の形成方法としては、特に限定されないが、例えばホウ素、イリジウム、カリウムなどの不純物を拡散（ドープ）させることで形成することができる。
次に、図７（ｃ）に示すように、例えば、ポリイミドなどの液化した樹脂材料をスピンコートにより塗布し、乾燥、固化させることにより、シリコン基板６０の上面（増幅回路５２が形成された面）の全域にわたって、樹脂層（樹脂部）７０を形成する。さらに、増幅回路５２に配線するための貫通孔５３（図示せず）を形成する。 [A1] First, as shown in FIG. 7A, for example, a silicon substrate 60 is prepared.
Next, as illustrated in FIG. 7B, an amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 is formed at a position corresponding to the support portion 24 (silicon portion 241) on the upper surface of the silicon substrate 60. A method for forming the semiconductor circuit is not particularly limited, but the semiconductor circuit can be formed by diffusing (doping) impurities such as boron, iridium, and potassium.
Next, as shown in FIG. 7C, for example, a liquefied resin material such as polyimide is applied by spin coating, dried, and solidified, whereby the upper surface of the silicon substrate 60 (the surface on which the amplification circuit 52 is formed). ) Over the entire region, a resin layer (resin portion) 70 is formed. Further, a through hole 53 (not shown) for wiring to the amplifier circuit 52 is formed.

次に、樹脂層７０の上面に、例えば、Ｃｕ、Ａｌなどの金属膜を形成する（図示せず）。この金属膜をコイル４３および増幅回路５２の配線のパターニング形状（平面視形状）に対応するようにエッチングする。さらに応力検知素子５１を所定の位置に形成する。これにより、図７（ｄ）に示すように、樹脂層７０の上面にコイル４３等が形成された複合基板を得ることができる。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。 Next, a metal film such as Cu or Al is formed on the upper surface of the resin layer 70 (not shown). This metal film is etched so as to correspond to the patterning shape (planar shape) of the wiring of the coil 43 and the amplifier circuit 52. Further, the stress detection element 51 is formed at a predetermined position. Thereby, as shown in FIG. 7D, a composite substrate in which the coil 43 and the like are formed on the upper surface of the resin layer 70 can be obtained. Examples of the method for forming a metal film include vacuum plating, sputtering (low temperature sputtering), dry plating methods such as ion plating, wet plating methods such as electrolytic plating and electroless plating, thermal spraying methods, and joining metal foils. . Note that the same method can also be used for forming a metal film in the following steps.

次に、図７（ｅ）に示すように、樹脂部７０の上面（コイル４３が形成されている面）に、質量部２１と支持部２４、２５と弾性部２２、２３との形状（平面視形状）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８０を形成する。また、シリコン基板６０の下面（樹脂部７０とは反対側の面）に、質量部２１と支持部２４、２５の形状（平面視形状）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８１を形成する。 Next, as shown in FIG. 7 (e), the shape (planar surface) of the mass portion 21, the support portions 24 and 25, and the elastic portions 22 and 23 is formed on the upper surface of the resin portion 70 (the surface on which the coil 43 is formed). For example, the metal mask 80 is formed of aluminum or the like so as to correspond to the (view shape). Further, on the lower surface of the silicon substrate 60 (surface opposite to the resin portion 70), for example, a metal mask 81 made of aluminum or the like is used so as to correspond to the shape of the mass portion 21 and the support portions 24 and 25 (planar shape). Form.

次に、金属マスク８０を介して、シリコン基板６０および樹脂部７０をエッチングした後、金属マスク８０を除去する。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を用いることができる。
次に、金属マスク８１を介して、シリコン基板６０を除去するようにエッチングした後、金属マスク８１を除去する。これにより、図７（ｆ）に示すように、その長手方向の全域にわたって樹脂部７０で構成された弾性部２２、２３を形成することができる。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。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。 Next, after etching the silicon substrate 60 and the resin portion 70 through the metal mask 80, the metal mask 80 is removed. As an etching method, for example, a physical etching method such as plasma etching, reactive ion etching, beam etching, or light-assisted etching can be used.
Next, after etching to remove the silicon substrate 60 through the metal mask 81, the metal mask 81 is removed. Thereby, as shown in FIG.7 (f), the elastic parts 22 and 23 comprised with the resin part 70 over the whole area of the longitudinal direction can be formed. As an etching method, for example, one or more of physical etching methods such as plasma etching, reactive ion etching, beam etching, and light-assisted etching, and chemical etching methods such as wet etching are used in combination. be able to. Note that the same method can be used for etching in the following steps.

この後、シリコン部２１１上に金属膜を成膜し、光反射部２１３を形成する。これにより、質量部２１と弾性部２２、２３と支持部２４、２５とが一体的に形成された基体２が得られる。なお、ここで、シリコン基板６０に対しエッチングを行った後、金属マスク８１は除去してもよく、除去せずに残存させてもよい。金属マスク８１を除去しない場合、本体部２１１上に残存した金属マスク８１は光反射部２１３として用いることができる。 Thereafter, a metal film is formed on the silicon portion 211 to form the light reflecting portion 213. Thereby, the base | substrate 2 in which the mass part 21, the elastic parts 22 and 23, and the support parts 24 and 25 were formed integrally is obtained. Here, after etching the silicon substrate 60, the metal mask 81 may be removed or may be left without being removed. When the metal mask 81 is not removed, the metal mask 81 remaining on the main body portion 211 can be used as the light reflecting portion 213.

［Ａ２］次に、図８（ｇ）に示すように、支持基板３を形成するための基板として、例えばシリコン基板６１を用意する。
そして、図８（ｈ）に示すように、シリコン基板６１の一方の面（下面）に、開口部３１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８２を形成する。また、シリコン基板６１の他方の面（上面）に、凹部３０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８３を形成する。 [A2] Next, as shown in FIG. 8G, for example, a silicon substrate 61 is prepared as a substrate for forming the support substrate 3.
Then, as shown in FIG. 8 (h), a metal mask 82 is formed on one surface (lower surface) of the silicon substrate 61 with aluminum or the like so as to correspond to a portion excluding the region where the opening 31 is formed. Form. Further, a metal mask 83 is formed on the other surface (upper surface) of the silicon substrate 61 so as to correspond to the recess 30, for example, with aluminum or the like.

次に、この金属マスク８３を介して、凹部３０に対応する深さまで貫通するようにシリコン基板６１をエッチングした後、金属マスク８３を除去する。次に、金属マスク８２を介してシリコン基板６１を貫通するまでエッチングをした後、金属マスク８２を除去する。これにより、図８（ｉ）に示すように、凹部３０および開口部３１が形成された支持基板３が得られる。
［Ａ３］次に、図８（ｊ）に示すように、前記工程［Ａ１］で得られた基体２と、前記工程［Ａ２］で得られた支持基板３とを例えば接着剤により接合し、アクチュエータ１を得る。
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。 Next, after etching the silicon substrate 61 so as to penetrate through the metal mask 83 to a depth corresponding to the recess 30, the metal mask 83 is removed. Next, after etching until the silicon substrate 61 is penetrated through the metal mask 82, the metal mask 82 is removed. Thereby, as shown in FIG.8 (i), the support substrate 3 in which the recessed part 30 and the opening part 31 were formed is obtained.
[A3] Next, as shown in FIG. 8 (j), the base 2 obtained in the step [A1] and the support substrate 3 obtained in the step [A2] are bonded together by an adhesive, for example. An actuator 1 is obtained.
As described above, the actuator 1 of the first embodiment is manufactured.

＜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実施形態を示す斜視図、図１０は、挙動検知手段を説明するための図である。
以下、第２実施形態のアクチュエータ１Ａについて、前述した第１実施形態のアクチュエータ１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。 <Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the actuator of the present invention will be described.
FIG. 9 is a perspective view showing a second embodiment of the actuator of the present invention, and FIG. 10 is a diagram for explaining behavior detecting means.
Hereinafter, the actuator 1A of the second embodiment will be described focusing on the differences from the actuator 1 of the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.

第２実施形態のアクチュエータ１Ａは、挙動検知手段５Ａの構成が異なる以外は、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、挙動検知手段５Ａは、質量部２１に設けられたフォトダイオード（光学素子）５４Ａと、支持部２４のシリコン部２４１に形成された増幅回路（半導体回路）５２Ａと、支持部２５に設けられた光源５５Ａとを有している。このような挙動検知手段５Ａは、増幅回路５２Ａからの信号に基づいて質量部２１の挙動を検知するように構成されている。
光源５５Ａは、回動中心軸Ｘと平行な方向であって、支持部２５から質量部２１へ向けて光を照出するように設けられている。
また、フォトダイオード５４Ａは、質量部２１の回動時での設定位置で、光源５５Ａから受ける光量が最大となるように質量部２１上に設けられている。 The actuator 1A of the second embodiment is substantially the same as the actuator 1 of the first embodiment except that the configuration of the behavior detecting means 5A is different.
That is, the behavior detection unit 5A is provided in the photodiode (optical element) 54A provided in the mass part 21, the amplifier circuit (semiconductor circuit) 52A formed in the silicon part 241 of the support part 24, and the support part 25. And a light source 55A. Such behavior detecting means 5A is configured to detect the behavior of the mass portion 21 based on the signal from the amplifier circuit 52A.
The light source 55 </ b> A is provided so as to emit light from the support portion 25 toward the mass portion 21 in a direction parallel to the rotation center axis X.
The photodiode 54A is provided on the mass portion 21 so that the light amount received from the light source 55A is maximized at the set position when the mass portion 21 is rotated.

このように光源５５Ａおよびフォトダイオード５４Ａをそれぞれ設けることにより、質量部２１の回動時にて、フォトダイオード５４Ａが受光する光量を変化させることができる。ここで、フォトダイオード５４Ａは、受光量に対応してフォトダイオード５４Ａ内を流れる電流の量や発生する電圧値が変化する性質を有する。したがって、質量部２１の回動に対応してフォトダイオード５４Ａに流れる電流値や電圧値（電気信号）が変化することとなり、その電気信号の変化を増幅回路５２Ａで増幅し、増幅後の信号に基づいて、質量部２１の挙動を検知する。これにより、挙動検知手段５は、より正確に質量部２１の挙動を検知することができる。 By providing the light source 55A and the photodiode 54A as described above, the amount of light received by the photodiode 54A can be changed when the mass unit 21 is rotated. Here, the photodiode 54A has a property that the amount of current flowing through the photodiode 54A and the generated voltage value change corresponding to the amount of received light. Therefore, the current value and voltage value (electric signal) flowing through the photodiode 54A change in response to the rotation of the mass portion 21, and the change in the electric signal is amplified by the amplifier circuit 52A, and the amplified signal is converted into the amplified signal. Based on this, the behavior of the mass unit 21 is detected. Thereby, the behavior detection means 5 can detect the behavior of the mass part 21 more accurately.

ここで、増幅回路５２Ａは支持部２４のシリコン部２４１に形成されているため、増幅回路５２Ａとフォトダイオード５４Ａとの間の距離が極めて小さい。これにより、増幅回路５２Ａとフォトダイオード５４Ａとを接続する配線の長さを短くすることができるため、増幅回路５２Ａとフォトダイオード５４Ａとの間でのノイズの発生を抑制することができる。この結果、より正確に質量部２１の挙動を検知することができる。 Here, since the amplifier circuit 52A is formed in the silicon portion 241 of the support portion 24, the distance between the amplifier circuit 52A and the photodiode 54A is extremely small. Thereby, since the length of the wiring connecting the amplifier circuit 52A and the photodiode 54A can be shortened, the generation of noise between the amplifier circuit 52A and the photodiode 54A can be suppressed. As a result, the behavior of the mass portion 21 can be detected more accurately.

以上、本発明のアクチュエータの第２実施形態について説明したが、光源５５Ａの設置位置は、光源５５Ａが照出した光をフォトダイオード５４Ａが受光可能であれば、特に限定されず、例えば、支持基板３に設けられていてもよく、また、アクチュエータ１に設けられていなくてもよい。
以上、本発明にかかるアクチュエータについて説明したが、本発明にかかるアクチュエータは、光反射部を備えているため、例えば、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどの光学デバイスに適用することができる。 Although the second embodiment of the actuator of the present invention has been described above, the installation position of the light source 55A is not particularly limited as long as the photodiode 54A can receive the light emitted by the light source 55A. 3 may be provided, or may not be provided in the actuator 1.
The actuator according to the present invention has been described above. However, since the actuator according to the present invention includes the light reflecting portion, it can be applied to optical devices such as an optical scanner, an optical switch, and an optical attenuator.

本発明にかかる光スキャナは、本発明にかかるアクチュエータと同様の構成であり、すなわち、光反射部を備えた質量部と、質量部を支持するための支持部と、支持部に対して質量部を回動可能に連結し、弾性変形可能な弾性部を備える連結部と、質量部を回動駆動させるための駆動手段と、前記質量部の駆動および／または挙動検知のための半導体回路とを有している。このような光スキャナは、駆動手段を作動させることで、弾性部を捩り変形させつつ質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するよう構成されている。また、弾性部は、長手形状をなし、その長手方向での少なくとも一部に樹脂材料を主材料として構成された樹脂部を備えている。また、支持部は、シリコンを主材料として構成されたシリコン部を備えており、半導体回路は、支持部のシリコン部に設けられている。これにより、小型化を図りつつ、低速駆動させることのできる光スキャナを提供することができる。
このような光スキャナは、例えば、プロジェクタ、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。その結果、優れた描画特性を有する画像形成装置を提供することができる。 The optical scanner according to the present invention has the same configuration as the actuator according to the present invention, that is, a mass part provided with a light reflecting part, a support part for supporting the mass part, and a mass part with respect to the support part. A connecting part having an elastic part that is elastically deformable, a driving means for rotationally driving the mass part, and a semiconductor circuit for driving and / or detecting the behavior of the mass part Have. Such an optical scanner is configured to scan the light reflected by the light reflecting portion by operating the driving means to rotate the mass portion while twisting and deforming the elastic portion. Moreover, the elastic part has a longitudinal shape and includes a resin part composed mainly of a resin material in at least a part in the longitudinal direction. Moreover, the support part is provided with the silicon part comprised by using silicon as the main material, and the semiconductor circuit is provided in the silicon part of the support part. Accordingly, it is possible to provide an optical scanner that can be driven at a low speed while being downsized.
Such an optical scanner can be suitably applied to an image forming apparatus such as a projector, a laser printer, an imaging display, a barcode reader, and a scanning confocal microscope. As a result, an image forming apparatus having excellent drawing characteristics can be provided.

具体的に、図１１に示すようなプロジェクタ９について説明する。なお、説明の便宜上、スクリーンＳの長手方向を「横方向（水平方向）」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向（鉛直方向）」という。
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、クロスダイクロイックプリズム９２と、１対の光スキャナ９３、９４と、固定ミラー９５とを有している。 Specifically, a projector 9 as shown in FIG. 11 will be described. For convenience of explanation, the longitudinal direction of the screen S is referred to as “lateral direction (horizontal direction)”, and the direction perpendicular to the longitudinal direction is referred to as “vertical direction (vertical direction)”.
The projector 9 includes a light source device 91 that emits light such as a laser, a cross dichroic prism 92, a pair of optical scanners 93 and 94, and a fixed mirror 95.

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。
クロスダイクロイックプリズム９２は、４つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、赤色光源装置９１１、赤色光源装置９１２、赤色光源装置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。 The light source device 91 includes a red light source device 911 that emits red light, a blue light source device 912 that emits blue light, and a green light source device 913 that emits green light.
The cross dichroic prism 92 is configured by bonding four right-angle prisms, and is an optical element that combines light emitted from each of the red light source device 911, the red light source device 912, and the red light source device 913.

このようなプロジェクタ９は、赤色光源装置９１１、赤色光源装置９１２、赤色光源装置９１３のそれぞれから、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照出された光をクロスダイクロイックプリズム９２で合成し、この合成された光は、光スキャナ９３、９４によって走査され、さらに固定ミラー９５によって反射され、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。 Such a projector 9 combines light emitted from each of the red light source device 911, the red light source device 912, and the red light source device 913 based on image information from a host computer (not shown) by a cross dichroic prism 92, The combined light is scanned by the optical scanners 93 and 94 and reflected by the fixed mirror 95 to form a color image on the screen S.

ここで、光スキャナ９３、９４の光走査について具体的に説明する。
まず、クロスダイクロイックプリズム９２で合成された光は、光スキャナ９３によって横方向に走査される（以下「主走査」ともいう）。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナ９４によってさらに縦方向に走査される（以下「副走査」ともいう）。これにより、２次元カラー画像をスクリーンＳ上に形成することができる。
このような光スキャナ９３、９４として本発明にかかる光スキャナを用いることにより、小型で、優れた描画特性を有するプロジェクタ（画像形成装置）９を提供することができる。 Here, the optical scanning of the optical scanners 93 and 94 will be specifically described.
First, the light combined by the cross dichroic prism 92 is scanned in the horizontal direction by the optical scanner 93 (hereinafter also referred to as “main scanning”). The light scanned in the horizontal direction is further scanned in the vertical direction by the optical scanner 94 (hereinafter also referred to as “sub-scan”). Thereby, a two-dimensional color image can be formed on the screen S.
By using the optical scanner according to the present invention as such optical scanners 93 and 94, it is possible to provide a projector (image forming apparatus) 9 that is small in size and has excellent drawing characteristics.

なお、一般的に、副走査を行う光スキャナ９４の回動速度は、主走査を行う光スキャナ９３の回動速度に対して低速である。形成する画像の種類、大きさなどによっても異なるが、一般的には、副走査を行う光スキャナ９４の回動周波数が６０Ｈｚ程度で、主走査を行う光スキャナ９３の回動周波数が１０〜２５６ｋＨｚ程度である。このような観点から見れば、光スキャナ９４として、低速駆動に適した本発明の光スキャナを用いることで、プロジェクタ９は、より優れた描画特性を発揮することができる。 In general, the rotation speed of the optical scanner 94 that performs sub-scanning is lower than the rotation speed of the optical scanner 93 that performs main scanning. Generally, the rotation frequency of the optical scanner 94 that performs sub-scanning is about 60 Hz, and the rotation frequency of the optical scanner 93 that performs main scanning is 10 to 256 kHz, although it varies depending on the type and size of the image to be formed. Degree. From this point of view, the projector 9 can exhibit more excellent drawing characteristics by using the optical scanner of the present invention suitable for low-speed driving as the optical scanner 94.

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１では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、アクチュエータの中心を通り質量部や駆動部の回動中心軸Ｘに直角な面に対しほぼ対称（左右対称）な形状をなしている構造を説明したが、非対称であってもよい。
また、前述した本実施形態では、弾性部が、その長手方向の全域にわたって、樹脂材料を主成分として構成されているものについて説明したが、弾性部のねじりバネ定数を低くすることができれば、これに限定されず、例えば、その長手方向の一部が樹脂を主材料として構成されていてもよい。 Although the actuator, optical scanner, and image forming apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to this. For example, in the actuator 1 of the present invention, the configuration of each part can be replaced with an arbitrary configuration that exhibits the same function, and an arbitrary configuration can be added.
Further, in the above-described embodiment, the structure has been described that is substantially symmetric (left-right symmetric) with respect to a plane that passes through the center of the actuator and is perpendicular to the rotation center axis X of the mass unit or the drive unit. There may be.
Further, in the above-described embodiment, the elastic part has been described with the resin material as a main component throughout the entire length direction. However, if the torsion spring constant of the elastic part can be lowered, For example, a part of the longitudinal direction may be made of resin as a main material.

また、前述した実施形態では、各連結部が１つの弾性部で構成されているものについて説明したが、質量部を回動させることができれば、これに限定されない。すなわち、各連結部における弾性部の数、配置、形状は任意である。例えば、（１）平面視にて、回動中心軸を介して互いに対向するように設けられた１対の弾性部で構成されているものであってもよい。この場合には、例えば、各弾性部が、その長手方向の全域にわたって樹脂材料で構成されていてもよいし、いずれか一方の弾性部が、その長手方向の全域にわたって樹脂材料で構成されていてもよいし、また、（２）各連結部の弾性部が、その長手方向の途中で分岐しているものであってもよい。この場合、例えば、弾性部の一端から分岐部までをシリコンで構成し、分岐部か他端までを樹脂材料で構成してもよいし、また、（３）各連結部が、回動中心軸上に延在する第１の弾性部と、この中心軸部材を介して互いに対向する１対の第２の弾性部とを有していてもよい。この場合、例えば、第１の弾性部をシリコンで構成し、各第２の弾性部を樹脂材料で構成してもよい。 Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated what each connection part was comprised by one elastic part, if a mass part can be rotated, it will not be limited to this. That is, the number, arrangement, and shape of the elastic portions in each connecting portion are arbitrary. For example, (1) in plan view, it may be configured by a pair of elastic portions provided so as to face each other via the rotation center axis. In this case, for example, each elastic part may be made of a resin material over the entire area in the longitudinal direction, and either one of the elastic parts is made of a resin material over the entire area in the longitudinal direction. Moreover, (2) The elastic part of each connecting part may be branched in the middle of the longitudinal direction. In this case, for example, one end to the branching portion of the elastic portion may be made of silicon, and the branching portion or the other end may be made of a resin material. You may have the 1st elastic part extended upwards, and a pair of 2nd elastic part which mutually opposes via this center axis member. In this case, for example, the first elastic part may be made of silicon and each second elastic part may be made of a resin material.

また、前述した実施形態では、１自由度振動系について説明したが、質量部を回動させることができれば、これに限定されず、例えば、２自由度振動系であってもよい。具体的には、各連結部が、板状の駆動部と、前記駆動部と支持部とを連結する第１の弾性部と、前記駆動部と質量部とを連結する第２の弾性部とで構成されていてもよい。この場合には、樹脂材料を主成分として構成された樹脂部は、第１の弾性部および／または第２の弾性部に形成されることとなる。
また、前述した実施形態では、質量部の挙動を検知するための挙動検知手段として半導体回路（増幅回路）を用いたが、質量部の駆動および／または挙動検知のための半導体回路であれば、これに限定されず、例えば、質量部の温度を検知するための半導体回路であってもよいし、質量部を回動させるためのドライバ回路であってもよい。 In the embodiment described above, the one-degree-of-freedom vibration system has been described. However, the present invention is not limited to this as long as the mass unit can be rotated, and for example, a two-degree-of-freedom vibration system may be used. Specifically, each connecting part includes a plate-like driving part, a first elastic part that connects the driving part and the support part, and a second elastic part that connects the driving part and the mass part. It may be comprised. In this case, the resin part composed mainly of the resin material is formed in the first elastic part and / or the second elastic part.
In the above-described embodiment, the semiconductor circuit (amplifier circuit) is used as the behavior detection unit for detecting the behavior of the mass part. However, if the semiconductor circuit is used for driving the mass part and / or detecting the behavior, It is not limited to this, For example, the semiconductor circuit for detecting the temperature of a mass part may be sufficient, and the driver circuit for rotating a mass part may be sufficient.

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。It is a perspective view which shows 1st Embodiment of the actuator of this invention. 図１中のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 駆動手段を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a drive means. 図４中のＢ−Ｂ線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line in FIG. 挙動検知手段および半導体回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a behavior detection means and a semiconductor circuit. 制御系を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating a control system. 本発明のアクチュエータの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the actuator of this invention. 本発明のアクチュエータの製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the actuator of this invention. 本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 2nd Embodiment of the actuator of this invention. 挙動検知手段および半導体回路を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a behavior detection means and a semiconductor circuit. 本発明にかかる画像形成装置の概略図である。1 is a schematic view of an image forming apparatus according to the present invention.

Explanation of symbols

１、１Ａ‥‥‥アクチュエータ２‥‥‥基体２１‥‥‥質量部２１１‥‥‥シリコン部２１２‥‥‥樹脂部２１３‥‥‥光反射部２２、２３‥‥‥弾性部（連結部）２４、２５‥‥‥支持部２４１、２５１‥‥‥シリコン部２４２、２５２‥‥‥樹脂部３‥‥‥支持基板３０‥‥‥凹部（空間）３１‥‥‥開口部（逃げ部）３２、３３‥‥‥凸部４‥‥‥駆動手段４１、４２‥‥‥磁石４３‥‥‥コイル４３１、４３２‥‥‥端子（電極）４４‥‥‥交流電源（電圧印加手段）５、５Ａ‥‥‥挙動検知手段５１‥‥‥応力検出素子５２、５２Ａ‥‥‥増幅回路（半導体回路）５２１‥‥‥入力端子５２２‥‥‥出力端子５３‥‥‥貫通孔５４Ａ‥‥‥フォトダイオード５５Ａ‥‥‥光源６‥‥‥制御手段６０、６１‥‥‥シリコン基板７０‥‥‥樹脂部（樹脂層）８０、８１、８２、８３‥‥‥金属マスク９‥‥‥プロジェクタ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‥‥‥クロスダイクロイックプリズム９３、９４‥‥‥光スキャナ９５‥‥‥固定ミラーＳ‥‥‥スクリーンＸ‥‥‥回動中心軸 1, 1A ... Actuator 2 ... Base 21 ... Mass part 211 ... Silicon part 212 ... Resin part 213 ... Light reflection part 22, 23 ... Elastic part (connection part) 24 , 25 ... Support part 241, 251 ... Silicon part 242, 252 ... Resin part 3 ... Support substrate 30 ... Recess (space) 31 ... Opening part (relief part) 32, 33 ... convex part 4 ... drive means 41, 42 ... magnets 43 ... coils 431, 432 ... terminals (electrodes) 44 ... AC power supply (voltage application means) 5, 5A ... Behavior detection means 51 ... Stress detection element 52, 52A ... Amplifier circuit (semiconductor circuit) 521 ... Input terminal 522 ... Output terminal 53 ... Through hole 54A ... Photodiode 55A ... Light source 6 ... Control hand 60, 61 ... Silicon substrate 70 ... Resin part (resin layer) 80, 81, 82, 83 ... Metal mask 9 ... Projector 91 ... Light source device 911 ... Red light source device 912 ... ··· Blue light source device 913 ··· Green light source device 92 · · · Cross dichroic prism 93, 94 · · · Optical scanner 95 · · · Fixed mirror S · · · Screen X · · · Center axis

Claims

Part by mass;
A support part for supporting the mass part;
A connecting portion that rotatably connects the mass portion to the support portion;
Driving means for rotating the mass part;
A semiconductor circuit for driving the mass part,
The connecting portion includes an elastic portion, and is an actuator configured to rotate the mass portion while torsionally deforming the elastic portion by operating the driving unit,
The elastic portion has a longitudinal shape, and includes a resin portion composed mainly of a resin material in at least a part of the longitudinal direction,
The support part includes at least a silicon part composed of silicon as a main material,
The actuator, wherein the semiconductor circuit is provided in the silicon portion.

Having a behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part;
The behavior detecting means is
A stress detection element provided in the elastic part;
An amplification circuit connected to the stress detection element;
Configured to detect the behavior of the mass portion based on a signal from the amplifier circuit;
The actuator according to claim 1, wherein the semiconductor circuit includes the amplifier circuit.

Having a behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part;
The behavior detecting means is
A light receiving element provided in the mass part;
An amplification circuit connected to the optical element;
Configured to detect the behavior of the mass portion based on a signal from the amplifier circuit;
The actuator according to claim 1, wherein the semiconductor circuit includes the amplifier circuit.

4. The actuator according to claim 2, further comprising a control unit that controls the operation of the drive unit based on a detection result of the behavior detection unit.

The actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the elastic portion is configured by the resin portion of the elastic portion over substantially the entire region in the longitudinal direction.

The actuator according to claim 5, wherein the support portion includes a resin portion that is integrated with the resin portion of the elastic portion and is made of the same material as the resin portion.

The actuator according to claim 6, wherein the resin portion of the support portion is provided so as to cover the semiconductor circuit.

The actuator according to claim 5, wherein the mass portion includes a resin portion that is integrated with a resin portion of the elastic portion and is made of the same material as the resin portion.

The driving means includes
A coil provided in the resin part of the mass part;
Voltage application means for applying a voltage to the coil,
The actuator according to claim 8, wherein the mass portion is rotated by applying a voltage to the coil by the voltage applying means.

The actuator according to claim 1, wherein the mass portion is provided with a light reflecting portion having light reflectivity.

A mass part provided with a light reflecting part having light reflectivity;
A support part for supporting the mass part;
A connecting portion that rotatably connects the mass portion to the support portion;
Driving means for rotating the mass part;
A semiconductor circuit for driving the mass part,
The connecting portion includes an elastic portion, and is an optical scanner that scans light reflected by the light reflecting portion by rotating the mass portion while twisting and deforming the elastic portion by operating the driving unit. And
The elastic portion has a longitudinal shape, and includes a resin portion composed mainly of a resin material in at least a part of the longitudinal direction,
The support part includes at least a silicon part composed of silicon as a main material,
The optical scanner, wherein the semiconductor circuit is provided in the silicon portion.

A mass part provided with a light reflecting part having light reflectivity;
A support part for supporting the mass part;
A connecting portion that rotatably connects the mass portion to the support portion;
Driving means for rotating the mass part;
A semiconductor circuit for driving the mass part,
The connecting portion includes an elastic portion, and includes an optical scanner that scans light reflected by the light reflecting portion by rotating the mass portion while twisting and deforming the elastic portion by operating the driving unit. An image forming apparatus,
The elastic portion has a longitudinal shape, and includes a resin portion composed mainly of a resin material in at least a part of the longitudinal direction,
The support part includes at least a silicon part composed mainly of silicon,
The image forming apparatus, wherein the semiconductor circuit is provided in the silicon portion.