JP4882595B2

JP4882595B2 - Optical scanner and image forming apparatus

Info

Publication number: JP4882595B2
Application number: JP2006223659A
Authority: JP
Inventors: 昭浩村田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: JP2008046512A

Description

本発明は、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 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。
このアクチュエータにおいて、質量部を高速駆動させたい場合には、弾性部のねじりバネ定数を高くしなければならず、その方法としては、例えば、（１）弾性部の厚さを大きくする、（２）弾性部の長手方向での長さを短くするなどが挙げられる。 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 this actuator, when it is desired to drive the mass part at high speed, the torsion spring constant of the elastic part must be increased. For example, (1) the thickness of the elastic part is increased, (2 ) To shorten the length of the elastic portion in the longitudinal direction.

しかし、シリコンは、比較的硬いため、上記（１）、（２）のような方法を用いた場合には、弾性部の長さおよび／または厚さの変化量に対する弾性部のねじりバネ定数の変化量が大きくなってしまう。すなわち、弾性部のねじりバネ定数の微調整が困難であるという問題がある。
一方、質量部を低速駆動させたい場合には、弾性部のねじりバネ定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。 However, since silicon is relatively hard, when the methods (1) and (2) are used, the torsion spring constant of the elastic portion with respect to the change in length and / or thickness of the elastic portion is reduced. The amount of change will increase. That is, there is a problem that fine adjustment of the torsion spring constant of the elastic portion is difficult.
On the other hand, when it is desired to drive the mass part at a low speed, the torsion spring constant of the elastic part 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.

しかし、上記（１）、（２）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困難であるという問題がある。
以上より、特許文献１にかかるアクチュエータは、ねじりバネ定数の微調整が困難であり、かつ、使用目的（例えば、高速駆動用アクチュエータ、低速駆動用アクチュエータ）に適した種々のアクチュエータを提供することが困難であるという問題がある。 However, when the methods (1) and (2) are used, the size of the actuator is increased. That is, there is a problem that it is difficult to drive the actuator at a low speed while downsizing the actuator.
From the above, it is difficult for the actuator according to Patent Document 1 to finely adjust the torsion spring constant and to provide various actuators suitable for the purpose of use (for example, an actuator for high-speed driving and an actuator for low-speed driving). There is a problem that it is difficult.

特開２００４−１９１９５３号公報JP 2004-191953 A

本発明の目的は、バネ定数の微調整を行うことのできる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 a can Ru optical scanner and an image forming apparatus to perform a fine adjustment of the spring constant.

このように、一般にシリコンよりも低い硬度を有する樹脂材料を主材料とした前記樹脂部を前記シリコン部上に形成することで、１対の前記弾性部のねじりバネ定数の微調整が可能となる（前記樹脂部の厚さの変化量に対する前記弾性部のねじりバネ定数の変化量が、前記シリコン部の厚さの変化量に対する前記弾性部のねじりバネ定数の変化量と比べて小さいため）。
また、前記シリコン部と前記樹脂部との構成比（厚さの比など）を変更することにより、使用目的（例えば、高速駆動用アクチュエータ、低速駆動用アクチュエータなど）に適した種々のアクチュエータを提供することができる。 In this way, by forming the resin part, which is mainly made of a resin material having a hardness lower than that of silicon, on the silicon part, the torsion spring constant of the pair of elastic parts can be finely adjusted. (Because the amount of change in the torsion spring constant of the elastic portion relative to the amount of change in the thickness of the resin portion is smaller than the amount of change in the torsion spring constant of the elastic portion relative to the amount of change in the thickness of the silicon portion).
Also, by changing the composition ratio (thickness ratio, etc.) between the silicon part and the resin part, various actuators suitable for the purpose of use (for example, high-speed drive actuator, low-speed drive actuator, etc.) are provided. can do.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光スキャナは、光反射性を有する光反射部を備え、板状をなす質量部、前記質量部を支持するための支持部、および、前記質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結し、長手形状をなし弾性変形可能な一対の弾性部を有する基体と、前記基体を支持する支持基板と、前記質量部を回動駆動させるための駆動手段と、前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、前記駆動手段を作動させることにより、前記弾性部を捩れ変形させながら、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、
前記質量部は、樹脂材料を主材料として構成された板状の第１の樹脂部と、前記第１の樹脂部の前記支持基板と反対側の面に設けられ、シリコンを主材料として構成された板状の第１のシリコン部と、前記第１のシリコン部の前記第１の樹脂部と反対の面に設けられた前記光反射部とを有し、
各前記弾性部は、前記第１の樹脂部の主材料である前記樹脂材料と同一の樹脂材料を主材料として構成された第２の樹脂部と、前記第２の樹脂部の前記支持基板と反対側の面に設けられ、シリコンを主材料として構成された第２のシリコン部とで構成され、
前記支持部は、前記第１の樹脂部の主材料である前記樹脂材料と同一の樹脂材料を主材料として構成された第３の樹脂部と、前記第３の樹脂部の前記支持基板と反対側の面に設けられ、シリコンを主材料として構成された第３のシリコン部とで構成され、
前記支持部の前記支持基板側の面は、前記支持基板に接合される部位と、前記支持基板から露出する部位とを有し、
前記第１の樹脂部、前記第２の樹脂部および前記第３の樹脂部が一体的に形成されているとともに、前記第１のシリコン部、前記第２のシリコン部および前記第３のシリコン部が一体的に形成されており、
前記駆動手段は、前記第１の樹脂部の前記第１のシリコン部と反対側の面に設けられたコイルと、
前記コイルに電気的に接続された一対の端子と、
前記一対の端子を介して前記コイルに交流電圧を印加する交流電源と、
前記質量部を介して前記質量部の回動中心軸に直交する方向に対向配置されるとともに、対向する面側が互いに異なる磁極となるよう設けられた一対の永久磁石とを有し、
前記交流電源から前記コイルへ前記交流電圧を印加することにより、前記質量部を前記支持部に対して回動させるように構成され、
前記挙動検知手段は、前記弾性部に設けられたピエゾ抵抗素子と、
前記第１のシリコン部の前記第１の樹脂部側の面に形成され、前記ピエゾ抵抗素子と電気的に接続された増幅回路と、
前記増幅回路に電気的に接続された入力端子および出力端子とを有し、
前記弾性部の捩れ変形の程度に応じて変化する前記ピエゾ抵抗素子を流れる電気信号を、前記増幅回路で増幅し、増幅後の信号に基づいて前記質量部の挙動を検知するよう構成され、
前記一対の端子、前記入力端子および前記出力端子は、それぞれ、前記支持部の前記支持基板側の面の前記支持基板から露出する部位に形成されていることを特徴とする。
このように、一般にシリコンよりも低い硬度を有する樹脂材料を主材料とした前記樹脂部を前記シリコン部上に形成することで、１対の前記弾性部のねじりバネ定数の微調整が可能となる（前記樹脂部の厚さの変化量に対する前記弾性部のねじりバネ定数の変化量が、前記シリコン部の厚さの変化量に対する前記弾性部のねじりバネ定数の変化量と比べて小さいため）。
また、前記シリコン部と前記樹脂部との構成比（厚さの比など）を変更することにより、使用目的（例えば、高速駆動用光スキャナ、低速駆動用光スキャナなど）に適した種々の光スキャナを提供することができる。 Such an object is achieved by the present invention described below.
Optical scanner of the present invention, includes a light reflecting portion having light reflectivity, parts by forming a plate-shaped support portions for supporting the mass section, and said weight parts pivotable relative to said support The mass part and the support part are connected to each other, and a base having a pair of elastic parts that have a longitudinal shape and can be elastically deformed, a support substrate that supports the base, and the mass part are driven to rotate. Drive means and behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part. By operating the drive means, the mass part is rotated while twisting and deforming the elastic part, and the light An optical scanner that scans the light reflected by the reflection unit,
The mass portion is provided on a plate-like first resin portion made of a resin material as a main material and a surface of the first resin portion opposite to the support substrate, and is made of silicon as a main material. A plate-like first silicon portion, and the light reflecting portion provided on the surface of the first silicon portion opposite to the first resin portion,
Each of the elastic portions includes a second resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is a main material of the first resin portion, and the support substrate of the second resin portion. It is provided on the opposite surface, and is composed of a second silicon portion composed mainly of silicon,
The support portion is a third resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is the main material of the first resin portion, and is opposite to the support substrate of the third resin portion. It is provided with a third silicon portion provided on the side surface and composed mainly of silicon ,
The surface of the support portion on the support substrate side includes a portion bonded to the support substrate and a portion exposed from the support substrate,
The first resin part, the second resin part, and the third resin part are integrally formed, and the first silicon part, the second silicon part, and the third silicon part Is integrally formed,
The driving means includes a coil provided on a surface of the first resin portion opposite to the first silicon portion;
A pair of terminals electrically connected to the coil;
An alternating current power source for applying an alternating voltage to the coil via the pair of terminals ;
A pair of permanent magnets disposed so as to be opposed to each other in a direction orthogonal to the rotation center axis of the mass unit via the mass unit, and the opposed surface sides are different magnetic poles,
By applying the AC voltage from the AC power source to the coil, the mass portion is configured to rotate with respect to the support portion,
The behavior detecting means includes a piezoresistive element provided in the elastic part,
An amplifier circuit formed on a surface of the first silicon portion on the first resin portion side and electrically connected to the piezoresistive element;
An input terminal and an output terminal electrically connected to the amplifier circuit ;
An electric signal flowing through the piezoresistive element that changes according to the degree of torsional deformation of the elastic part is amplified by the amplifier circuit, and the behavior of the mass part is detected based on the amplified signal,
The pair of terminals, the input terminal, and the output terminal are each formed in a portion exposed from the support substrate on a surface of the support portion on the support substrate side .
In this way, by forming the resin part, which is mainly made of a resin material having a hardness lower than that of silicon, on the silicon part, the torsion spring constant of the pair of elastic parts can be finely adjusted. (Because the amount of change in the torsion spring constant of the elastic portion relative to the amount of change in the thickness of the resin portion is smaller than the amount of change in the torsion spring constant of the elastic portion relative to the amount of change in the thickness of the silicon portion).
In addition, by changing the composition ratio (thickness ratio, etc.) between the silicon part and the resin part, various kinds of light suitable for the purpose of use (for example, a high-speed driving optical scanner, a low-speed driving optical scanner, etc.) A scanner can be provided.

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、板状をなす質量部、前記質量部を支持するための支持部、および、前記質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結し、長手形状をなし弾性変形可能な一対の弾性部を有する基体と、前記基体を支持する支持基板と、前記質量部を回動駆動させるための駆動手段と、前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、前記駆動手段を作動させることにより、前記弾性部を捩れ変形させながら、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、
前記質量部は、樹脂材料を主材料として構成された板状の第１の樹脂部と、前記第１の樹脂部の前記支持基板と反対側の面に設けられ、シリコンを主材料として構成された板状の第１のシリコン部と、前記第１のシリコン部の前記第１の樹脂部と反対の面に設けられた前記光反射部とを有し、
各前記弾性部は、前記第１の樹脂部の主材料である前記樹脂材料と同一の樹脂材料を主材料として構成された第２の樹脂部と、前記第２の樹脂部の前記支持基板と反対側の面に設けられ、シリコンを主材料として構成された第２のシリコン部とで構成され、
前記支持部は、前記第１の樹脂部の主材料である前記樹脂材料と同一の樹脂材料を主材料として構成された第３の樹脂部と、前記第３の樹脂部の前記支持基板と反対側の面に設けられ、シリコンを主材料として構成された第３のシリコン部とで構成され、
前記支持部の前記支持基板側の面は、前記支持基板に接合される部位と、前記支持基板から露出する部位とを有し、
前記第１の樹脂部、前記第２の樹脂部および前記第３の樹脂部が一体的に形成されているとともに、前記第１のシリコン部、前記第２のシリコン部および前記第３のシリコン部が一体的に形成されており、
前記駆動手段は、前記第１の樹脂部の前記第１のシリコン部と反対側の面に設けられたコイルと、
前記コイルに電気的に接続された一対の端子と、
前記一対の端子を介して前記コイルに交流電圧を印加する交流電源と、
前記質量部を介して前記質量部の回動中心軸に直交する方向に対向配置されるとともに、対向する面側が互いに異なる磁極となるよう設けられた一対の永久磁石とを有し、
前記交流電源から前記コイルへ前記交流電圧を印加することにより、前記質量部を前記支持部に対して回動させるように構成され、
前記挙動検知手段は、前記弾性部に設けられたピエゾ抵抗素子と、
前記第１のシリコン部の前記第１の樹脂部側の面に形成され、前記ピエゾ抵抗素子と電気的に接続された増幅回路と、
前記増幅回路に電気的に接続された入力端子および出力端子とを有し、
前記弾性部の捩れ変形の程度に応じて変化する前記ピエゾ抵抗素子を流れる電気信号を、前記増幅回路で増幅し、増幅後の信号に基づいて前記質量部の挙動を検知するよう構成され、
前記一対の端子、前記入力端子および前記出力端子は、それぞれ、前記支持部の前記支持基板側の面の前記支持基板から露出する部位に形成されていることを特徴とする。
これにより、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 image forming apparatus of the present invention includes a light reflecting portion having light reflectivity, parts by forming a plate-shaped support portions for supporting the mass section, and rotate the parts by weight with respect to the supporting part The mass part and the support part are connected to each other so as to be possible, and a base having a pair of elastic parts having a longitudinal shape and elastically deformable, a support substrate for supporting the base, and the mass part being rotationally driven. Driving means for detecting the behavior of the mass portion, and behavior detecting means for detecting the behavior of the mass portion, and by operating the drive means, the mass portion is rotated while twisting and deforming the elastic portion, An image forming apparatus including an optical scanner that scans light reflected by a light reflecting unit,
The mass portion is provided on a plate-like first resin portion made of a resin material as a main material and a surface of the first resin portion opposite to the support substrate, and is made of silicon as a main material. A plate-like first silicon portion, and the light reflecting portion provided on the surface of the first silicon portion opposite to the first resin portion,
Each of the elastic portions includes a second resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is a main material of the first resin portion, and the support substrate of the second resin portion. It is provided on the opposite surface, and is composed of a second silicon portion composed mainly of silicon,
The support portion is a third resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is the main material of the first resin portion, and is opposite to the support substrate of the third resin portion. It is provided with a third silicon portion provided on the side surface and composed mainly of silicon ,
The surface of the support portion on the support substrate side includes a portion bonded to the support substrate and a portion exposed from the support substrate,
The first resin part, the second resin part, and the third resin part are integrally formed, and the first silicon part, the second silicon part, and the third silicon part Is integrally formed,
The driving means includes a coil provided on a surface of the first resin portion opposite to the first silicon portion;
A pair of terminals electrically connected to the coil;
An alternating current power source for applying an alternating voltage to the coil via the pair of terminals ;
A pair of permanent magnets disposed so as to be opposed to each other in a direction orthogonal to the rotation center axis of the mass unit via the mass unit, and the opposed surface sides are different magnetic poles,
By applying the AC voltage from the AC power source to the coil, the mass portion is configured to rotate with respect to the support portion,
The behavior detecting means includes a piezoresistive element provided in the elastic part,
An amplifier circuit formed on a surface of the first silicon portion on the first resin portion side and electrically connected to the piezoresistive element;
An input terminal and an output terminal electrically connected to the amplifier circuit ;
An electric signal flowing through the piezoresistive element that changes according to the degree of torsional deformation of the elastic part is amplified by the amplifier circuit, and the behavior of the mass part is detected based on the amplified signal,
The pair of terminals, the input terminal, and the output terminal are each formed in a portion exposed from the support substrate on a surface of the support portion on the support substrate side .
Thereby, an image forming apparatus having excellent drawing characteristics can be provided.

以下、本発明の光学デバイス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、本発明の光学デバイスの第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の光学デバイスの第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概略図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図２、図４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 the optical device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram for explaining a drive means, and FIG. FIG. 5 is a schematic view for explaining a semiconductor circuit.
In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIG. 1 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 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とを有している。駆動手段４および挙動検知手段５については後に詳述する。
基体２は、質量部２１と、１対の連結部２２、２３と、支持部２４とを備えている。 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 and a behavior detection unit 5 for detecting the behavior of the mass unit 21. The drive means 4 and the behavior detection means 5 will be described in detail later.
The base 2 includes a mass part 21, a pair of connecting parts 22 and 23, and a support part 24.

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対の連結部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、１対の連結部２２、２３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対の連結部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。さらに、アクチュエータ１は、平面視にて、回動中心軸Ｘに対して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 connecting portions 22 and 23 by applying a voltage to a coil 43 described later. At this time, the pair of connecting portions 22 and 23 rotate about the rotation center axis X shown in FIG.
Such a pair of connecting 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. Further, the actuator 1 is formed so as to be symmetric with respect to the rotation center axis X in plan view.

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（第１のシリコン部）２１１と、樹脂材料を主材料として構成された樹脂部（第１の樹脂部）２１２と、光反射性を有する光反射部２１３とを有している。
樹脂部２１２は、図２に示すように、シリコン部２１１の下面（支持基板３に対向する側の面）に設けられている。また、樹脂部２１２は、平面視にて、シリコン部２１１と同一形状かつ同一寸法をなしている。 The mass part 21 includes a plate-like silicon part (first silicon part) 211 composed mainly of silicon, a resin part (first resin part) 212 composed mainly of a resin material, And a light reflecting portion 213 having reflectivity.
As shown in FIG. 2, the resin portion 212 is provided on the lower surface (the surface on the side facing the support substrate 3) of the silicon portion 211. The resin part 212 has the same shape and the same dimensions as the silicon part 211 in plan view.

光反射部２１３は、図２に示すように、シリコン部２１１の上面（樹脂部２１２と反対側の面）に設けられている。
以上より、質量部２１は、シリコン部２１１と、樹脂部２１２と、光反射部２１３とが、質量部２１の厚さ方向へ積層した積層構造を有しているといえる。また、質量部２１は、シリコン部２１１を樹脂部２１２と光反射部２１３とで挟み込むようにして形成されているともいえる。 As shown in FIG. 2, the light reflecting portion 213 is provided on the upper surface (surface opposite to the resin portion 212) of the silicon portion 211.
From the above, it can be said that the mass part 21 has a laminated structure in which the silicon part 211, the resin part 212, and the light reflecting part 213 are laminated in the thickness direction of the mass part 21. It can also be said that the mass portion 21 is formed so that the silicon portion 211 is sandwiched between the resin portion 212 and the light reflecting portion 213.

ここで、一般に、シリコン部２１１の主材料であるシリコンの硬度は、樹脂部２１２の主材料である樹脂材料の硬度に比べて高い（すなわち、硬い）。そのため、質量部２１にシリコン部２１１を設けることにより、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、撓みなどを抑制することができる。その結果、アクチュエータ１を光スキャナに用いた場合などには、光反射部２１３により、光を所望の走査位置に走査させることができ、アクチュエータ１は、所望の走査特性を発揮することができる。 Here, generally, the hardness of silicon that is the main material of the silicon part 211 is higher (that is, hard) than the hardness of the resin material that is the main material of the resin part 212. Therefore, the mechanical strength of the mass part 21 can be improved by providing the silicon part 211 in the mass part 21. Thereby, the curvature of the mass part 21, distortion, a bending, etc. can be suppressed. As a result, when the actuator 1 is used for an optical scanner, the light reflecting unit 213 can scan the light at a desired scanning position, and the actuator 1 can exhibit desired scanning characteristics.

シリコン部２１１の下面（光反射部２１３と反対側の面）上には、増幅回路（半導体回路）５２が形成されている。光反射部２１３とは反対側の面に半導体回路を設けることにより、光反射部の配置などの設計の自由度を増加させることができる。
また、樹脂部２１２の下面（本体部２１１と反対側の面）上には、後述するコイル４３が形成されている。
すなわち、本実施形態のアクチュエータ１は、質量部２１の厚さ方向において、質量部２１の上面から、光反射部２１３、シリコン部２１１、増幅回路５２、樹脂部２１２、コイル４３の順に形成されている。
このような質量部２１は、連結部２２、２３を介して支持部２４に接続されている。 An amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 is formed on the lower surface of the silicon portion 211 (the surface opposite to the light reflecting portion 213). By providing the semiconductor circuit on the surface opposite to the light reflecting portion 213, the degree of freedom in designing the arrangement of the light reflecting portion and the like can be increased.
In addition, a coil 43 described later is formed on the lower surface of the resin portion 212 (the surface opposite to the main body portion 211).
In other words, the actuator 1 of the present embodiment is formed in the order of the light reflecting portion 213, the silicon portion 211, the amplifier circuit 52, the resin portion 212, and the coil 43 from the upper surface of the mass portion 21 in the thickness direction of the mass portion 21. Yes.
Such a mass portion 21 is connected to the support portion 24 via the connecting portions 22 and 23.

連結部２２は、弾性変形（捩れ変形）可能な棒状（長手形状）の弾性部（弾性部材）で構成されている。同様に、連結部２３は、弾性変形可能な棒状の弾性部で構成されている。なお、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。
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と支持部２４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２４に対して回動可能とするように、質量部２１と支持部２４とを連結している。このような弾性部２２および弾性部２３は、互いに同一形状かつ同一寸法となっている。
弾性部２２および弾性部２３は、互いに同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）Ｘとして、質量部２１が支持部２４に対して回動可能となっている。
また、弾性部２２には、後述する応力検出素子５１が設けられている。 The connecting portion 22 is composed of a rod-like (longitudinal) elastic portion (elastic member) capable of elastic deformation (twist deformation). Similarly, the connection part 23 is comprised by the rod-shaped elastic part which can be elastically deformed. 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”.
The elastic part 22 connects the mass part 21 and the support part 24 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 and the support part 24 so that the mass part 21 can be rotated with respect to the support part 24. Such elastic part 22 and elastic part 23 have the same shape and the same dimensions.
The elastic part 22 and the elastic part 23 are provided coaxially with each other, and the mass part 21 is rotatable with respect to the support part 24 using these as the rotation center axis (rotation axis) X.
The elastic portion 22 is provided with a stress detection element 51 described later.

以下、弾性部２２および弾性部２３について詳述するが、弾性部２２と弾性部２３とは同様の構成であるため、弾性部２２を代表して説明し、弾性部２３については、その説明を省略する。
弾性部２２は、図２に示すように、シリコンを主材料として構成されたシリコン部（第２のシリコン部）２２１と、シリコン部２２１に接合され、樹脂材料を主材料として構成された樹脂部（第２の樹脂部）２２２とで構成されている。これにより、弾性部２２のねじりバネ定数を微調整することができる。具体的に説明すれば、一般に、樹脂材料の硬度は、シリコンの硬度に比べて低い（すなわち、柔らかい）。したがって、例えば、弾性部２２の厚さ（質量部２１の面に垂直な方向での長さ）を変更することにより弾性部２２のねじりバネ定数を変化させる場合、樹脂部２２２の厚さの変化量に対する弾性部２２のねじりバネ定数の変化量は、シリコン部２２１の厚さの変化量に対する弾性部２２のねじりバネ定数の変化量と比較して極めて小さい。すなわち、樹脂部２２２の厚さを変更することで、弾性部２２のねじりバネ定数の微調整を行うことができる。 Hereinafter, the elastic part 22 and the elastic part 23 will be described in detail. However, since the elastic part 22 and the elastic part 23 have the same configuration, the elastic part 22 will be described as a representative, and the elastic part 23 will be described. Omitted.
As shown in FIG. 2, the elastic portion 22 includes a silicon portion (second silicon portion) 221 composed of silicon as a main material and a resin portion joined to the silicon portion 221 and composed of a resin material as a main material. (Second resin portion) 222. Thereby, the torsion spring constant of the elastic part 22 can be finely adjusted. Specifically, the hardness of the resin material is generally lower (that is, soft) than the hardness of silicon. Therefore, for example, when the torsion spring constant of the elastic portion 22 is changed by changing the thickness of the elastic portion 22 (the length in the direction perpendicular to the surface of the mass portion 21), the thickness of the resin portion 222 is changed. The amount of change in the torsion spring constant of the elastic portion 22 with respect to the amount is extremely small compared to the amount of change in the torsion spring constant of the elastic portion 22 with respect to the amount of change in the thickness of the silicon portion 221. That is, the torsion spring constant of the elastic portion 22 can be finely adjusted by changing the thickness of the resin portion 222.

また、シリコン部２２１と樹脂部２２２との構成比（体積比など）を調整（変更）することにより、弾性部２２のねじりバネ定数を広範囲にわたって変更することができる。その結果、使用目的（高速駆動用アクチュエータ、低速駆動用アクチュエータなど）に適した種々のアクチュエータを容易に提供することができる。
このようなシリコン部２２１と樹脂部２２２とは、平面視にて、質量部２１の厚さ方向（質量部２１の面に垂直な方向）に積層している。これにより、シリコン部２２１および／または樹脂部２２２の厚さ（質量部２１の面に垂直な方向での長さ）を調整することにより、弾性部２２のねじりバネ定数を調整（変更、微調整）することができる。 Further, the torsion spring constant of the elastic portion 22 can be changed over a wide range by adjusting (changing) the composition ratio (volume ratio, etc.) between the silicon portion 221 and the resin portion 222. As a result, it is possible to easily provide various actuators suitable for the purpose of use (high-speed drive actuator, low-speed drive actuator, etc.).
The silicon part 221 and the resin part 222 are stacked in the thickness direction of the mass part 21 (a direction perpendicular to the surface of the mass part 21) in plan view. Thereby, the torsion spring constant of the elastic portion 22 is adjusted (changed, finely adjusted) by adjusting the thickness of the silicon portion 221 and / or the resin portion 222 (the length in the direction perpendicular to the surface of the mass portion 21). )can do.

また、シリコン部２２１と樹脂部２２２とを質量部２１の厚さ方向に積層させることで、平面視にて、回動中心軸Ｘに平行かつ垂直な線に対して、弾性部２２を対称的に形成することができる。これにより、回動中心軸Ｘに対して対象的に質量部２１を回動させることができる。すなわち、質量部２１を安定的に回動させることができる。
シリコン部２２１は、弾性部２２の長手方向の全域にわたって形成されている。これにより、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。
樹脂部２２２は、弾性部２２の長手方向の全域にわたって形成されている。これにより、シリコン部２２１と樹脂部２２２との位置関係がずれることにより、弾性部２２のバネ定数が変動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、所望の振動特性を発揮することができる。 In addition, by laminating the silicon part 221 and the resin part 222 in the thickness direction of the mass part 21, the elastic part 22 is symmetrical with respect to a line parallel and perpendicular to the rotation center axis X in plan view. Can be formed. Thereby, the mass part 21 can be objectively rotated with respect to the rotation center axis X. That is, the mass part 21 can be stably rotated.
The silicon part 221 is formed over the entire area in the longitudinal direction of the elastic part 22. Thereby, the mechanical strength of the actuator 1 can be improved.
The resin portion 222 is formed over the entire length of the elastic portion 22. Thereby, it is possible to prevent the spring constant of the elastic portion 22 from fluctuating due to the positional relationship between the silicon portion 221 and the resin portion 222 being shifted. As a result, the actuator 1 can exhibit desired vibration characteristics.

弾性部２２は、その厚さが、弾性部２２の長手方向の全域にわたって均一となるように形成されている。また、シリコン部２２１は、その厚さが、弾性部２２の長手方向の全域にわたって均一となるように形成され、さらに、樹脂部２２２は、その厚さが、弾性部２２の長手方向の全域にわたって均一となるように形成されている。これにより、弾性部２２の物理的特性を長手方向の全域にわたり均一にすることができる。その結果、質量部２１を安定的に回動させることができる。
ここで、シリコン部２２１の厚さと、樹脂部２２２の厚さとの関係について説明する。なお、説明の便宜上、弾性部２２の平面視形状は一定に保たれるものとする。すなわち、弾性部２２の長さ、幅は変化しないものとする。 The elastic part 22 is formed so that the thickness thereof is uniform over the entire area in the longitudinal direction of the elastic part 22. Further, the silicon portion 221 is formed so that its thickness is uniform over the entire area in the longitudinal direction of the elastic portion 22, and further, the resin portion 222 is formed over the entire area in the longitudinal direction of the elastic portion 22. It is formed to be uniform. Thereby, the physical characteristic of the elastic part 22 can be made uniform over the whole area of a longitudinal direction. As a result, the mass portion 21 can be stably rotated.
Here, the relationship between the thickness of the silicon part 221 and the thickness of the resin part 222 will be described. For convenience of explanation, it is assumed that the shape of the elastic portion 22 in plan view is kept constant. That is, the length and width of the elastic part 22 are not changed.

前述したように、樹脂部２２２を構成する樹脂材料の硬度は、一般にシリコンの硬度よりも低い。したがって、例えば、弾性部２２の厚さが一定の場合、シリコン部２２１の厚さが小さくなるほど弾性部２２のねじりバネ定数が低くなり、反対に、シリコン部２２１の厚さが大きくなるほど弾性部２２のねじりバネ定数が大きくなる。
言い換えすれば、弾性部２２の厚さが一定の場合、樹脂部２２２の厚さが小さくなるほど弾性部２２のねじりバネ定数が大きくなり、反対に、樹脂部２２２の厚さが大きくなるほど弾性部２２のねじりバネ定数が小さくなる。 As described above, the hardness of the resin material constituting the resin portion 222 is generally lower than that of silicon. Therefore, for example, when the thickness of the elastic portion 22 is constant, the torsion spring constant of the elastic portion 22 decreases as the thickness of the silicon portion 221 decreases, and conversely, the elastic portion 22 increases as the thickness of the silicon portion 221 increases. The torsion spring constant increases.
In other words, when the thickness of the elastic portion 22 is constant, the torsion spring constant of the elastic portion 22 increases as the thickness of the resin portion 222 decreases, and conversely, the elastic portion 22 increases as the thickness of the resin portion 222 increases. The torsion spring constant becomes smaller.

このように、シリコン部２２１の厚さと樹脂部２２２の厚さの比を調整することで、弾性部２２のねじりバネ定数の粗調整を行うことができる。さらに、樹脂部２２２の厚さを調整することにより、弾性部２２のねじりバネ定数の微調整を行うことができる。
このように、本実施形態のアクチュエータ１によれば、弾性部２２のねじりバネ定数を広範囲で調整することができ、かつ、弾性部２２のねじりバネ定数を微調整することができる。 As described above, the torsion spring constant of the elastic portion 22 can be roughly adjusted by adjusting the ratio of the thickness of the silicon portion 221 and the thickness of the resin portion 222. Further, by adjusting the thickness of the resin portion 222, the torsion spring constant of the elastic portion 22 can be finely adjusted.
Thus, according to the actuator 1 of the present embodiment, the torsion spring constant of the elastic portion 22 can be adjusted over a wide range, and the torsion spring constant of the elastic portion 22 can be finely adjusted.

以上、弾性部２２について詳述した。弾性部２３もまた、シリコン部２３１と樹脂部２３２とで構成されている（前述したように、詳しい説明は、省略する）。すなわち、本実施形態のアクチュエータ１によれば、１対の弾性部２２、２３のねじりバネ定数を広範囲で調整（変更）することができ、かつ、１対の弾性部２２、２３のねじりバネ定数の微調整を行うことができる。
このような弾性部２２の一端（図２でいう左側の端）は、支持部２４に連結している。同様に、弾性部２３の一端（図２でいう右側の端）は、支持部２４に連結している。 The elastic part 22 has been described in detail above. The elastic part 23 is also composed of a silicon part 231 and a resin part 232 (as described above, detailed description is omitted). That is, according to the actuator 1 of the present embodiment, the torsion spring constant of the pair of elastic portions 22 and 23 can be adjusted (changed) over a wide range, and the torsion spring constant of the pair of elastic portions 22 and 23 can be adjusted. Can be fine-tuned.
One end (the left end in FIG. 2) of the elastic part 22 is connected to the support part 24. Similarly, one end (the right end in FIG. 2) of the elastic portion 23 is connected to the support portion 24.

支持部２４は、シリコンを主材料として構成されたシリコン部（第３のシリコン部）２４１と、樹脂材料を主材料として構成された樹脂部（第３の樹脂部）２４２とで構成されている。また、シリコン部２４１と樹脂部２４２とは、質量部２１の厚さ方向に積層している。
以上、質量部２１、弾性部２２、２３、支持部２４について説明した。本実施形態では、質量部２１と弾性部２２、２３と支持部２４とは、一体化（一体的に形成）されている。 Supporting portion 24, the silicon portion which is mainly made of silicon (third silicon portion) 241, the resin material is composed of a main structure resinous part as a material (a third resin part) 242 . Further, the silicon part 241 and the resin part 242 are laminated in the thickness direction of the mass part 21.
The mass part 21, the elastic parts 22, 23, and the support part 24 have been described above. In the present embodiment, the mass portion 21, the elastic portions 22, 23, and the support portion 24 are integrated (formed integrally).

基体２は、シリコン部２１１とシリコン部２２１とシリコン部２３１とシリコン部２４１とが一体的に形成されたシリコン層と、樹脂部２１２と樹脂部２２２と樹脂部２３２と樹脂部２４２とが一体的に形成された樹脂層との積層構造からなる。このような基体２は、後述するように、例えば、シリコンウエハ上に樹脂層を形成し、質量部２１、弾性部２２、２３、支持部２４の形状に対応してエッチングすることにより得られる。 The base 2 includes a silicon layer 211, a silicon part 221, a silicon part 231, and a silicon part 241, and a resin layer 212, a resin part 222, a resin part 232, and a resin part 242. It consists of a laminated structure with the resin layer formed in. As will be described later, such a substrate 2 is obtained, for example, by forming a resin layer on a silicon wafer and etching in accordance with the shapes of the mass portion 21, the elastic portions 22 and 23, and the support portion 24.

ここで、基体２において、質量部２１の回動時に最も応力が集中する部分は、各弾性部２２、２３と質量部２１との境界部、および、各弾性部２２、２３と支持部２４との境界部である。したがって、本実施形態のように質量部２１と弾性部２２、２３と支持部２４とを一体化することで、質量部２１と弾性部２２、２３と支持部２４とが別体として形成されている場合（すなわち、例えば質量部２１と弾性部２２との接合部が、質量部２１と弾性部２２との境界部に存在する場合）に比べ、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。
このような効果は、１対の弾性部２２、２３のねじりバネ定数が低くなるほど、すなわち、弾性部２２、２３の厚さに対する樹脂部２２２、２３２の厚さの割合が大きくなるほど顕著となる。 Here, in the base 2, the portion where the stress is most concentrated when the mass portion 21 rotates is the boundary between the elastic portions 22 and 23 and the mass portion 21, and the elastic portions 22 and 23 and the support portion 24. It is the boundary part. Therefore, by integrating the mass part 21, the elastic parts 22, 23, and the support part 24 as in the present embodiment, the mass part 21, the elastic parts 22, 23, and the support part 24 are formed separately. The mechanical strength can be improved as compared with the case where the joint portion between the mass portion 21 and the elastic portion 22 is present at the boundary portion between the mass portion 21 and the elastic portion 22. 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.
Such an effect becomes more prominent as the torsion spring constant of the pair of elastic portions 22 and 23 decreases, that is, as the ratio of the thickness of the resin portions 222 and 232 to the thickness of the elastic portions 22 and 23 increases.

さらに、樹脂部２１２と樹脂部２２２と樹脂部２３２と樹脂部２４２とは、同一の樹脂材料で一体的に構成されている。このような樹脂材料としては、弾性部２２、２３を捩れ変形させることにより質量部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、硬く、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。また、アクチュエータ１を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が、このような場合であっても、熱硬化性樹脂は優れた耐熱性を有しているため、弾性部２２、２３などが変質・変性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。
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。
以上のような基体２は、支持基板３に支持されている。 Furthermore, the resin part 212, the resin part 222, the resin part 232, and the resin part 242 are integrally formed of the same resin material. The resin material is not particularly limited as long as the mass portion 21 can be rotated by twisting and deforming the elastic portions 22 and 23, but various thermoplastic resins and various thermosetting resins can be used. . Among these, it is particularly preferable to use a thermosetting resin. Thermosetting resins have excellent heat resistance, are hard, and are difficult to be altered or modified. Therefore, by using a thermosetting resin, the actuator 1 can maintain (exhibit) desired rotation characteristics over a long period of time. In addition, when the actuator 1 is used as an optical device, the mass portion 21 may be heated by light that cannot be reflected by the light reflecting portion 213. Since the thermosetting resin has excellent heat resistance, it is possible to prevent the elastic portions 22 and 23 from being altered or denatured. As a result, the actuator 1 can maintain desired scanning characteristics even when used continuously for a long 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.
The base 2 as described above is supported by the support substrate 3.

支持基板３は、その上面（基体２に対向する側の面）であって、支持部２４に対向する位置に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、３３の上面と支持部２４の下面とを接合させることにより、支持基板３は、基体２を支持している。
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。 The support substrate 3 has a pair of convex portions 32 and 33 formed on the upper surface thereof (the surface on the side facing the base 2) at a position facing the support portion 24. In other words, the recess 30 is formed on the upper surface of the support substrate 3. The support substrate 3 supports the base 2 by joining the upper surfaces of the convex portions 32 and 33 and the lower surface of the support portion 24.
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。
このような支持基板３は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。 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.
Such a support substrate 3 is made of, for example, glass or silicon as a main material.

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、図３に示すように、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、回動中心軸Ｘに直角な方向に対向するように設けられた１対の磁石（磁極）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.
As shown in FIG. 3, the drive means 4 is connected to the coil 43 provided in the resin part 212, an AC power source (voltage application means) 44 for applying a voltage to the coil 43, and the mass part 21. And a pair of magnets (magnetic poles) 41 and 42 provided to face each other in a direction perpendicular to the moving center axis X. 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、樹脂部２１２の下面（シリコン部２１１と反対側の面）上に設けられている。これにより、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、シリコン基板上にコイルを設ける場合には、シリコン基板上に絶縁層（酸化膜層）などを形成する必要があるが、本発明にかかるアクチュエータ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、製造工程の簡易化を図ることができる。 The coil 43 is provided on the lower surface (surface opposite to the silicon portion 211) of the resin portion 212. Thereby, since the resin part 212 functions as an insulating layer, the short circuit between the wiring of the coil 43 can be prevented. For example, when a coil is provided on a silicon substrate, it is necessary to form an insulating layer (oxide film layer) or the like on the silicon substrate. However, the actuator 1 according to the present invention is provided with such a process separately. No need (can be omitted). From this point of view, the manufacturing process can be simplified.

コイル４３は、渦巻状に形成されている。また、コイル４３は、質量部２１の平面視にて、回動中心軸Ｘに対してほぼ対称となるようにパターニングされている。これにより、コイル４３を設けることによる、回動中心軸Ｘのぶれを抑制することができる。その結果、質量部２１を安定的に回動させることができる。
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２４に設けられた端子４３２に接続されている。 The coil 43 is formed in a spiral shape. The coil 43 is patterned so as to be substantially symmetric with respect to the rotation center axis X in the plan view of the mass portion 21. Thereby, the shake of the rotation center axis X due to the provision of the coil 43 can be suppressed. As a result, the mass portion 21 can be stably rotated.
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 24.

そして、端子４３１、４３２には交流電源４４が接続されており、この交流電源４４からコイル４３へ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。
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を好適に用いることができる。 An AC power supply 44 is connected to the terminals 431 and 432, and a magnetic field can be generated from the coil 43 by applying an AC voltage from the AC power supply 44 to the coil 43.
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, A permanent magnet, such as a neodymium magnet, a ferrite magnet, a samarium cobalt magnet, an alnico magnet, can be used suitably.

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。また、図４について、紙面上側を「上」とし、紙面下側を「下」とする。
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、図４にて下方向の電磁力が作用する。一方、質量部２１の回動中心軸Ｘよりも磁石４１側の部分に、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. In FIG. 4, the upper side of the drawing is “up” and the lower side of the drawing is “down”.
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 a portion of the mass portion 21 closer to the magnet 42 than the rotation center axis X. On the other hand, an upward electromagnetic force acts on the portion of the mass portion 21 closer to the magnet 41 than the rotation center axis X in FIG. 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。ただし、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. . However, 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, and 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 portion 24 by intermittently applying a DC voltage to the coil 43.

次に、挙動検知手段５について、図５に基づいて詳述する。なお、図５は、図１中Ｃ−Ｃ線から見た断面図であるが、説明の便宜上、支持基板３および樹脂部２１２を省略している。
挙動検知手段５は、図５に示すように、弾性部２２のシリコン部２２１の下面（樹脂部２２２側の面）に設けられた応力検出素子５１と、質量部２１のシリコン部２１１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の下面上には、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。また、入力端子５２１および出力端子５２２は、それぞれ、外部へ露出するように設けられている。なお、応力検知素子５１としては、ピエゾ抵抗素子などを好適に用いることができる。 Next, the behavior detection means 5 will be described in detail based on FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1, but the support substrate 3 and the resin portion 212 are omitted for convenience of explanation.
As shown in FIG. 5, the behavior detecting means 5 is formed on the stress detecting element 51 provided on the lower surface (surface on the resin portion 222 side) of the silicon portion 221 of the elastic portion 22 and the silicon portion 211 of the mass portion 21. And an amplification circuit (semiconductor circuit) 52 electrically connected to the stress detection element 51. Further, an input terminal 521 and an output terminal 522 are formed on the lower surface of the support portion 24, and these are electrically connected to the amplifier circuit 52, respectively. The input terminal 521 and the output terminal 522 are provided so as to be exposed to the outside. In addition, as the stress detection element 51, a piezoresistive element etc. can be used suitably.

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、捩れなどによる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を捩れ変形する弾性部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の抵抗値が変化することとなる。 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 due to torsion or the like. By providing such a stress detection element 51 on the elastic part 22 torsionally deformed, 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 resistance value of 51 will change.

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、シリコン部２１１の下面（樹脂部２１２側の面）上に形成されているため、本体部２１１の下面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。
また、増幅回路５２は、応力検出素子５１の近傍に形成されている。すなわち、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るため、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。 Since the amplifier circuit 52 is formed on the lower surface of the silicon portion 211 (surface on the resin portion 212 side), the lower surface of the main body portion 211 can be used effectively. As a result, the actuator 1 can be downsized.
The amplifier circuit 52 is formed in the vicinity of the stress detection element 51. That is, the distance between the amplifier circuit 52 and the stress detection element 51 is extremely small. Thereby, since the length of the wiring which connects the amplifier circuit 52 and the stress detection element 51 can be shortened, generation | occurrence | production of noise can be suppressed. As a result, the behavior of the mass portion 21 can be detected more accurately.

なお、前述したが、応力検出素子５１による電気信号の変化は、微弱であるため、ノイズが検知結果に与える影響が大きい。このような観点からも、ノイズの発生を抑制することにより、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、樹脂部２１２は、コイル４３と増幅回路５２とを電気的に絶縁する絶縁層としても機能する。これにより、例えば、コイル４３と増幅回路（半導体回路）５２とを絶縁する絶縁層を別途形成する工程を必要としないため、アクチュエータ１の製造工程の簡略化を図ることができる。 As described above, since the change in the electrical signal by the stress detection element 51 is weak, the influence of noise on the detection result is large. Also from this point of view, the behavior of the mass portion 21 can be detected more accurately by suppressing the generation of noise.
The resin portion 212 also functions as an insulating layer that electrically insulates the coil 43 and the amplifier circuit 52 from each other. Thereby, for example, a process of separately forming an insulating layer that insulates the coil 43 from the amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 is not required, and thus the manufacturing process of the actuator 1 can be simplified.

以上のように、増幅回路５２として機能する半導体回路について説明したが、半導体回路としては、質量部２１の駆動および／または挙動（回動速度や回動角など）を検知するための半導体回路であれば特に限定されず、例えば、駆動のためのドライバ回路であってもよいし、アクチュエータ１の温度を検知する温度検知用の回路であってもよい。
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。 As described above, the semiconductor circuit functioning as the amplifier circuit 52 has been described. However, the semiconductor circuit is a semiconductor circuit for detecting the drive and / or behavior (rotation speed, rotation angle, etc.) of the mass unit 21. There is no particular limitation as long as it is a driver circuit for driving or a temperature detecting circuit for detecting the temperature of the actuator 1.
Such an actuator 1 can be manufactured as follows, for example.

図６および図７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６および図７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。 6 and 7 are views (longitudinal sectional views) for explaining a method for manufacturing the actuator 1 of the first embodiment. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIGS. 6 and 7 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６（ａ）に示すように、例えば、シリコン基板６０を用意する。このようなシリコン基板６０は、予めエッチング等により所望の厚さに調整し、１対の弾性部２２、２３のバネ定数の粗調整をしておくことが好ましい。これにより、使用目的に適したねじりバネ定数を有するアクチュエータを用意に製造することができる。 [A1] First, as shown in FIG. 6A, for example, a silicon substrate 60 is prepared. Such a silicon substrate 60 is preferably adjusted in advance to a desired thickness by etching or the like, and the spring constants of the pair of elastic portions 22 and 23 are roughly adjusted. Thereby, an actuator having a torsion spring constant suitable for the purpose of use can be prepared in advance.

次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン基板６０の上面のシリコン部（本体部）２１１に対応する位置に増幅回路（半導体回路）５２を形成する。また、弾性部２２に対応する位置に応力検出素子５１を形成する（図示せず）。応力検出素子５１を形成する方法としては、例えば、応力検出素子５１に対応するように、金属マスクを形成し、ホウ酸などの不純物を拡散（ドープ）させる方法などが挙げられる。 Next, as illustrated in FIG. 6B, an amplifier circuit (semiconductor circuit) 52 is formed at a position corresponding to the silicon portion (main body portion) 211 on the upper surface of the silicon substrate 60. Further, a stress detection element 51 is formed at a position corresponding to the elastic portion 22 (not shown). Examples of the method of forming the stress detection element 51 include a method of forming a metal mask so as to correspond to the stress detection element 51 and diffusing (doping) impurities such as boric acid.

次に、図６（ｃ）に示すようにシリコン基板６０の上面（増幅回路５２が形成された面）の全域にわたって、液化したポリイミドなどの樹脂材料をスピンコートにより塗布し、乾燥、固化させることで、樹脂層（樹脂部）７０を形成する。ここで、樹脂層７０の厚さを調整することで、１対の弾性部２２、２３のねじりバネ定数を微調整することができる。 Next, as shown in FIG. 6C, a resin material such as liquefied polyimide is applied over the entire upper surface of the silicon substrate 60 (the surface on which the amplifier circuit 52 is formed) by spin coating, and is dried and solidified. Thus, the resin layer (resin portion) 70 is formed. Here, by adjusting the thickness of the resin layer 70, the torsion spring constants of the pair of elastic portions 22 and 23 can be finely adjusted.

次に、増幅回路５２に配線するための貫通穴７１、および、応力検出素子５１に配線するための貫通穴（図示せず）を形成する。
次に、樹脂層７０の上面に図示しない、例えば、Ｃｕ、Ａｌなどの金属膜を形成する。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。さらに応力検出素子５１を所定の位置に形成する。これにより、図６（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。 Next, a through hole 71 for wiring to the amplifier circuit 52 and a through hole (not shown) for wiring to the stress detection element 51 are formed.
Next, a metal film such as Cu or Al (not shown) is formed on the upper surface of the resin layer 70. 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. 6D, 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.

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。
次に、図６（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と１対の弾性部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。 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.
Next, as shown in FIG. 6 (e), the shape of the mass portion 21, the support portion 24, and the pair of elastic portions 22 and 23 (on the surface on which the coil 43 is formed) of the resin portion 70 ( For example, the metal mask 80 is formed of aluminum or the like so as to correspond to the shape in plan view.

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。これにより、質量部２１と支持部２４と１対の弾性部２２、２３との形状にエッチングされた、樹脂部７０とシリコン基板６０との積層体が得られる。
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。
この後、シリコン部２１１の下面に金属膜を成膜し、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とが一体的に形成された基体２が得られる。 Next, after etching the silicon substrate 60 and the resin portion 70 through the metal mask 80, the metal mask 80 is removed. Thereby, the laminated body of the resin part 70 and the silicon substrate 60 etched into the shape of the mass part 21, the support part 24, and the pair of elastic parts 22, 23 is obtained.
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.
Thereafter, a metal film is formed on the lower surface of the silicon portion 211 to form the light reflecting portion 213. Thereby, the base | substrate 2 with which the mass part 21, the elastic parts 22, 23, and the support part 24 were formed integrally is obtained.

［Ａ２］次に、図７（ａ）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７（ｂ）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. 7A, for example, a silicon substrate 61 is prepared as a substrate for forming the support substrate 3.
Then, as shown in FIG. 7B, 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７（ｃ）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。 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.7 (c), the support substrate 3 in which the recessed part 30 and the opening part 31 were formed is obtained.

［Ａ３］次に、図７（ｄ）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。
以上説明したようなアクチュエータ１は光反射部２１３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に適用することができる。 [A3] Next, as shown in FIG. 7 (d), 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.
Since the actuator 1 as described above includes the light reflecting portion 213, it can be applied to, for example, an optical scanner, an optical switch, an optical attenuator, and the like.

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１と同様に、質量部と、光反射部と、支持部と、１対の弾性部と、駆動手段とを有している。このような光スキャナは、前記駆動手段を作動させることにより、前記弾性部を変形させながら、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ものである。また、光スキャナの駆動手段は、アクチュエータ１の駆動手段４と同様である。これにより、１対の弾性部のねじりバネ定数の微調整を行うことができる。また、使用目的に適した種々の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、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。
以上、本発明のアクチュエータについて、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。 Similar to the actuator 1 according to the present invention, the optical scanner according to the present invention includes a mass portion, a light reflecting portion, a support portion, a pair of elastic portions, and a driving unit. Such an optical scanner scans the light reflected by the light reflecting portion by rotating the mass portion while deforming the elastic portion by operating the driving means. The driving means of the optical scanner is the same as the driving means 4 of the actuator 1. Thereby, the fine adjustment of the torsion spring constant of a pair of elastic parts can be performed. In addition, various optical scanners suitable for the purpose of use can be provided.
Such an optical scanner can be suitably applied to an image forming apparatus such as a laser printer, an imaging display, a barcode reader, or a scanning confocal microscope.
The actuator of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, but 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.

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軸線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、前述した実施形態では、質量部の樹脂部と、弾性部の樹脂部と、支持部の樹脂部とが一体的に形成されているものについて説明したが、質量部２１を回動させることのできる程度の強度を発揮することができれば、これに限定されない。 In the above-described embodiment, the structure has been described that is substantially symmetrical (symmetrical) with respect to a plane that passes through the center of the actuator and is perpendicular to the rotation axis X of the mass unit or the drive unit. May be.
Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated what the resin part of a mass part, the resin part of an elastic part, and the resin part of a support part were integrally formed, rotating the mass part 21 is carried out. However, the present invention is not limited to this as long as it can exhibit the strength that can be achieved.

また、前述した実施形態では、弾性部が、その長手方向の全域にわたって、樹脂部とシリコン部との積層体で形成されているものについて説明したが、１対の弾性部のねじりバネ定数の調整が可能であれば、これに限定されず、例えば、シリコン部および／または樹脂部が弾性部の長手方向での一部にのみ形成されているものであってもよい。
また、前述した実施形態では、各連結部は、１つの弾性部（弾性部材）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。 In the above-described embodiment, the elastic portion is described as being formed of a laminate of the resin portion and the silicon portion over the entire length direction. However, the adjustment of the torsion spring constant of the pair of elastic portions is described. However, if it is possible, it will not be limited to this, For example, the silicon | silicone part and / or the resin part may be formed only in a part in the longitudinal direction of an elastic part.
Further, in the above-described embodiment, each connecting portion has been described as being configured by one elastic portion (elastic member), but is not limited thereto as long as the mass portion can be rotated.

また、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、各弾性部が、シリコン部と樹脂部との積層構造を有していてもよいし、いずれか一方の弾性部が、シリコン部と樹脂部との積層構造を有していてもよい。
（２）また、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部と樹脂部との積層体で形成し、分岐部か他端までをシリコン部のみで形成してもよい。
（３）また、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部のみで形成し、各第２の弾性部をシリコン部と樹脂部との積層体で形成してもよい。 Moreover, the number, arrangement | positioning, and shape of the elastic part in each connection part are arbitrary. For example,
(1) It may be configured by a pair of elastic portions provided so as to face each other via a rotation center axis in plan view. In this case, each elastic part may have a laminated structure of a silicon part and a resin part, or any one elastic part has a laminated structure of a silicon part and a resin part. Also good.
(2) Moreover, the elastic part of each connection part may be branched in the middle of the longitudinal direction. In this case, for example, one end of the elastic portion to the branch portion may be formed of a laminate of a silicon portion and a resin portion, and the branch portion or the other end may be formed of only the silicon portion.
(3) Moreover, each connection part has a 1st elastic part extended on a rotation center axis | shaft, and a pair of 2nd elastic part which mutually opposes via this center axis | shaft member. Also good. In this case, for example, the first elastic part may be formed of only the silicon part, and each second elastic part may be formed of a laminate of the silicon part and the resin part.

また、前述した本実施形態では、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、第１の弾性部および／または第２の弾性部の少なくとも一部に、シリコン部と樹脂部との積層構造が形成されることとなる。 In the above-described embodiment, 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, a laminated structure of the silicon part and the resin part is formed on at least a part of the first elastic part and / or the second elastic part.

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１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. 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.

Explanation of symbols

１‥‥‥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‥‥‥連結部（弾性部）２２１、２３１‥‥‥シリコン部２２２、２３２‥‥‥樹脂部２４‥‥‥支持部２４１‥‥‥シリコン部２４２‥‥‥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（磁極）４３‥‥‥コイル４３１、４３２‥‥‥端子（電極）４４‥‥‥交流電源（電圧印加手段）５‥‥‥挙動検知手段５１‥‥‥応力検出素子５２‥‥‥増幅回路（半導体回路）５２１‥‥‥入力端子（電極）５２２‥‥‥出力端子（電極）６０、６１‥‥‥シリコン基板７０‥‥‥樹脂部（樹脂層）７１‥‥‥貫通穴８０、８２、８３‥‥‥金属マスクＸ‥‥‥回動中心軸 1 ... Actuator 2 ... Base 21 ... Mass part 211 ... Silicone part 212 ... Resin part 213 ... Light reflection part 22 and 23 ... Connection part (elastic part) 221 and 231 ... Silicone part 222, 232 ... Resin part 24 ... Support part 241 ... Silicon part 242 ... Resin part 3 ... Support substrate 30 ... Recess (space) 31 ... Opening Part (relief part) 32, 33 ... convex part 4 ... drive means 41, 42 ... magnet (magnetic pole) 43 ... coil 431, 432 ... terminal (electrode) 44 ... AC power supply (Voltage application means) 5 ... Behavior detection means 51 ... Stress detection element 52 ... Amplifier circuit (semiconductor circuit) 521 ... Input terminal (electrode) 522 ... Output terminal (electrode) 60, 61 ... Silicon substrate 70 ... Resin portion (resin layer) 71 ‥‥‥ through holes 80,82,83 ‥‥‥ metal mask X ‥‥‥ rotational axis

Claims

A mass reflection part having a light reflection part having light reflectivity, a mass part having a plate shape, a support part for supporting the mass part , and the mass part so that the mass part is rotatable with respect to the support part And a base body having a pair of elastic parts that are elastically deformable and connected to each other , a support substrate that supports the base body , driving means for rotationally driving the mass part, Behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part, and by operating the driving means, the mass part is rotated while twisting and deforming the elastic part, and the light reflected by the light reflecting part is reflected. An optical scanner for scanning,
The mass portion is provided on a plate-like first resin portion made of a resin material as a main material and a surface of the first resin portion opposite to the support substrate, and is made of silicon as a main material. A plate-like first silicon portion, and the light reflecting portion provided on the surface of the first silicon portion opposite to the first resin portion,
Each of the elastic portions includes a second resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is a main material of the first resin portion, and the support substrate of the second resin portion. It is provided on the opposite surface, and is composed of a second silicon portion composed mainly of silicon,
The support portion is a third resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is the main material of the first resin portion, and is opposite to the support substrate of the third resin portion. It is provided with a third silicon portion provided on the side surface and composed mainly of silicon ,
The surface of the support portion on the support substrate side includes a portion bonded to the support substrate and a portion exposed from the support substrate,
The first resin part, the second resin part, and the third resin part are integrally formed, and the first silicon part, the second silicon part, and the third silicon part Is integrally formed,
The driving means includes a coil provided on a surface of the first resin portion opposite to the first silicon portion;
A pair of terminals electrically connected to the coil;
An alternating current power source for applying an alternating voltage to the coil via the pair of terminals ;
A pair of permanent magnets disposed so as to be opposed to each other in a direction orthogonal to the rotation center axis of the mass unit via the mass unit, and the opposed surface sides are different magnetic poles,
By applying the AC voltage from the AC power source to the coil, the mass portion is configured to rotate with respect to the support portion,
The behavior detecting means includes a piezoresistive element provided in the elastic part,
An amplifier circuit formed on a surface of the first silicon portion on the first resin portion side and electrically connected to the piezoresistive element;
An input terminal and an output terminal electrically connected to the amplifier circuit ;
An electric signal flowing through the piezoresistive element that changes according to the degree of torsional deformation of the elastic part is amplified by the amplifier circuit, and the behavior of the mass part is detected based on the amplified signal,
The pair of terminals, the input terminal, and the output terminal are each formed in a portion exposed from the support substrate on a surface of the support portion on the support substrate side .

A mass reflection part having a light reflection part having light reflectivity, a mass part having a plate shape, a support part for supporting the mass part , and the mass part so that the mass part is rotatable with respect to the support part And a base body having a pair of elastic parts that are elastically deformable and connected to each other , a support substrate that supports the base body , driving means for rotationally driving the mass part, Behavior detecting means for detecting the behavior of the mass part, and by operating the driving means, the mass part is rotated while twisting and deforming the elastic part, and the light reflected by the light reflecting part is reflected. An image forming apparatus including an optical scanner for scanning,
The mass portion is provided on a plate-like first resin portion made of a resin material as a main material and a surface of the first resin portion opposite to the support substrate, and is made of silicon as a main material. A plate-like first silicon portion, and the light reflecting portion provided on the surface of the first silicon portion opposite to the first resin portion,
Each of the elastic portions includes a second resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is a main material of the first resin portion, and the support substrate of the second resin portion. It is provided on the opposite surface, and is composed of a second silicon portion composed mainly of silicon,
The support portion is a third resin portion composed mainly of the same resin material as the resin material that is the main material of the first resin portion, and is opposite to the support substrate of the third resin portion. It is provided with a third silicon portion provided on the side surface and composed mainly of silicon ,
The surface of the support portion on the support substrate side includes a portion bonded to the support substrate and a portion exposed from the support substrate,
The first resin part, the second resin part, and the third resin part are integrally formed, and the first silicon part, the second silicon part, and the third silicon part Is integrally formed,
The driving means includes a coil provided on a surface of the first resin portion opposite to the first silicon portion;
A pair of terminals electrically connected to the coil;
An alternating current power source for applying an alternating voltage to the coil via the pair of terminals ;
A pair of permanent magnets disposed so as to be opposed to each other in a direction orthogonal to the rotation center axis of the mass unit via the mass unit, and the opposed surface sides are different magnetic poles,
By applying the AC voltage from the AC power source to the coil, the mass portion is configured to rotate with respect to the support portion,
The behavior detecting means includes a piezoresistive element provided in the elastic part,
An amplifier circuit formed on a surface of the first silicon portion on the first resin portion side and electrically connected to the piezoresistive element;
An input terminal and an output terminal electrically connected to the amplifier circuit ;
An electric signal flowing through the piezoresistive element that changes according to the degree of torsional deformation of the elastic part is amplified by the amplifier circuit, and the behavior of the mass part is detected based on the amplified signal,
The pair of terminals, the input terminal, and the output terminal are each formed in a portion exposed from the support substrate on a surface of the support portion on the support substrate side .