アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置
【課題】製造における可動部の形状ばらつきを従来よりも小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができるアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光スキャナー１は、光反射性を有する光反射部２１１と、光反射部２１１を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部２１と、可動部２１に連結し、かつ前記可動部２１の回動に伴って捩り変形する連結部２３、２４と、連結部２３、２４を支持する支持部２２と、を有し、可動部２１は、可動部２１の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状（十字状）をなし、連結部２３、２４の回動中心軸に垂直な断面は、可動部２１の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面側に向けて幅が漸増する形状をなす。
【解決手段】光スキャナー１は、光反射性を有する光反射部２１１と、光反射部２１１を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部２１と、可動部２１に連結し、かつ前記可動部２１の回動に伴って捩り変形する連結部２３、２４と、連結部２３、２４を支持する支持部２２と、を有し、可動部２１は、可動部２１の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状（十字状）をなし、連結部２３、２４の回動中心軸に垂直な断面は、可動部２１の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面側に向けて幅が漸増する形状をなす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエーターとしては、捩り振動子を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１には、可動板（可動部）と、支持枠（支持部）と、可動板を支持枠に対して捩り回動可能に支持する１対の弾性支持部（連結部）とを有し、各弾性支持部が２本の棒（梁部材）で構成された光偏向器が開示されている。
このような可動板、支持枠および１対の弾性支持部は、主面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより一体形成される。
【０００３】
また、特許文献１に係る光偏向器では、可動板が平面視にて八角形をなしている。このような平面視形状をなす可動板は、回動軸から離れた位置での可動板の重量を小さくし、慣性モーメントを低減できるという利点がある。
しかし、平面視形状が八角形をなす可動板は、その製造が難しいという問題があった。特に、このような可動板は、前述したような異方性エッチングを用いて製造した場合、結晶面との関係から、形状制御が難しく、形状のばらつきが大きくなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、製造における可動部の形状ばらつきを従来よりも小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができるアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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ーでは、所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このような本発明のアクチュエーターによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【０００７】
本発明のアクチュエーターでは、前記板厚方向からの平面視における前記可動部の外形は、主として、前記回動中心軸に平行な線分と、前記回動中心軸に対して垂直な線分とで構成されていることが好ましい。
これにより、製造における可動部の形状ばらつきを小さくすることができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部、前記支持部および前記連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより形成されたものであることが好ましい。
これにより、形状ばらつきを小さくして、可動部、支持部および連結部を容易に形成することができる。
【０００８】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部の板面は、シリコンの（１００）面で構成されていることが好ましい。
これにより、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、形状ばらつきを小さくして、可動部、支持部および連結部を容易に形成することができる。
【０００９】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部の側面は、主として、シリコンの（１１１）面で構成されていることが好ましい。
これにより、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、形状ばらつきを小さくして、可動部、支持部および連結部を容易に形成することができる。
【００１０】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部の側面には、前記可動部の板面に直交する断面においてＶ字状をなす溝が形成されていることが好ましい。
これにより、可動部の慣性モーメントを低減することができる。また、このような溝は、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、形状ばらつきを小さくして、可動部を容易に形成することができる。
【００１１】
本発明のアクチュエーターでは、前記連結部の表面は、シリコンの（１００）面および（１１１）面で構成されていることが好ましい。
これにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、形状ばらつきを小さくして、連結部を容易に形成することができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記連結部は、２つの梁状の梁部材を有することが好ましい。
これにより、連結部の長さを短くすることが出来るため、デバイス全体の大きさを小さくすることが出来る。
【００１２】
本発明のアクチュエーターでは、前記梁部材の前記回動中心軸に垂直な断面は、平行四辺形をなし、
前記２つの梁部材間の距離は、前記可動部の前記第１の面から前記第２の面に向けて漸増することが好ましい。
このような連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、平面視形状が十字状または四角形の四隅を矩形に欠いた形状をなす可動部とともに一括して容易に形成することができる。
【００１３】
本発明のアクチュエーターでは、前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、台形をなすことが好ましい。
このような連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、平面視形状が十字状または四角形の四隅を矩形に欠いた形状をなす可動部とともに一括して容易に形成することができる。
【００１４】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記回動中心軸に対して対称な形状をなしていることが好ましい。
これにより、可動部の重心を可動部の回動中心軸上に位置させ、可動部の回動を円滑なものとすることができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記可動部の中心を通りかつ前記回動中心軸に対して垂直な線分に対して対称な形状をなしていることが好ましい。
これにより、可動部の設計が容易となる。
【００１５】
本発明のアクチュエーターは、所定の回動軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このような本発明のアクチュエーターによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【００１６】
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された光スキャナーによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【００１７】
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された光スキャナーによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された画像形成装置によれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。そのため、安価に、高品位な画像を得ることができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された画像形成装置によれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。そのため、安価に、高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す光スキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
【図４】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４の部分拡大断面図である。
【図６】図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図７】図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図８】図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図９】図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのない場合）を説明するための図である。
【図１０】図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのある場合）を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る光スキャナーを示す平面図である。
【図１２】図１１中のＢ−Ｂ線部分拡大断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のアクチュエーター、光スキャナー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。なお、本実施形態では、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合を例に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の光スキャナーの第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１に示す光スキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図、図４は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図４の部分拡大断面図である。図６は、図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図、図７は、図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。図８は、図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図、図９は、図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのない場合）を説明するための図、図１０は、図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのある場合）を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２、４〜１０中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２３】
図１に示すように、光スキャナー１は、振動系を有する基体２と、基体２を支持する支持体３と、基体２の振動系を振動させる駆動部４とを有する。
また、基体２は、光反射部２１１が設けられた可動板（可動部）２１と、可動板２１に連結する１対の連結部２３、２４と、１対の連結部２３、２４とを支持する支持部２２とを有している。支持部２２は連結部２３、２４を介して可動板２１を支持しているとも言え、１対の連結部２３、２４は可動板２１と支持部２２とを連結しているとも言える。
このような光スキャナー１では、駆動部４の駆動力により、各連結部２３、２４を捩り変形させながら、可動板２１を連結部２３、２４に沿った所定の軸（回動中心軸）まわりに回動させる。これにより、光反射部２１１で反射した光を所定の一方向に走査することができる。
【００２４】
以下、光スキャナー１を構成する各部を順次詳細に説明する。
［基体］
基体２は、前述したように、光反射部２１１が設けられた可動板２１と、可動板２１を支持する支持部２２と、可動板２１と支持部２２とを連結する１対の連結部２３、２４とを有する。
【００２５】
このような基体２は、シリコンを主材料として構成されており、可動板２１、支持部２２および連結部２３、２４が一体的に形成されている。より具体的には、基体２は、後に詳述するように、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより形成されたものである。このような異方性エッチングにより、シリコンの（１１１）面をエッチング停止層として利用して簡単かつ高精度に、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成することができる。なお、シリコン基板としては、一般的に単結晶シリコン基板が用いられる。
【００２６】
また、このような基体２の上面および下面は、それぞれ、シリコンの（１００）面で構成されている。また、支持部２２の内周面、可動板２１の側面、および、各連結部２３、２４の側面の軸線Ｘに平行な部分は、それぞれ、シリコンの（１１１）面で構成されている。
また、シリコンは軽量かつＳＵＳなみの剛性を有するため、基体２がシリコンを主材料として構成されていることにより、優れた振動特性を有する基体２が得られる。また、シリコンは後述するようにエッチングにより高精度な寸法精度で加工が可能であるので、シリコン基板を用いて基体２を形成することにより、所望の形状（所望の振動特性）を有する基体２を得ることができる。
【００２７】
以下、基体２についてさらに詳述する。
支持部２２は、図１に示すように、枠状をなしている。より具体的には、支持部２２は、四角環状をなしている。このような支持部２２は、１対の連結部２３、２４を介して可動板２１を支持する。なお、支持部２２の形状としては、１対の連結部２３、２４を介して可動板２１を支持することができれば、特に限定されず、例えば、各連結部２３、２４に対応して分割された形状をなしていてもよい。
このような支持部２２の内側には、可動板２１が設けられている。
【００２８】
可動板２１は、板状をなしている。また、本実施形態では、可動板２１は、可動板２１の板厚方向からの平面視にて、四角形（本実施形態では正方形）の４つの角部をそれぞれ欠損した形状（十字状）をなしている。これにより、可動板２１の上面の光反射部２１１の面積（光反射領域）を十分に確保しつつ、可動板２１の回動時の慣性モーメントを低減することができる。また、このような可動板２１は後に詳述するようにシリコン基板を異方性エッチングすることにより、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００２９】
より具体的に説明すると、図３に示すように、可動板２１は、本体部２１２と、この本体部２１２から軸線Ｘに平行な方向に両側へ突出する１対の突出部２１３、２１４と、本体部２１２から軸線Ｘに垂直な方向（線分Ｙに平行な方向）に両側に突出する１対の突出部２１５、２１６とで構成されている。これにより、可動板２１は、平面視にて十字状をなす。
【００３０】
そして、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１３と突出部２１５との間には、欠損部２５１が形成されている。また、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１３と突出部２１６との間には、欠損部２５２が形成されている。また、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１４と突出部２１６との間には、欠損部２５４が形成されている。また、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１４と突出部２１５との間には、欠損部２５３が形成されている。
【００３１】
言い換えると、可動板２１の板厚方向からの平面視において、可動板２１の外周に沿って、欠損部２５１、突出部２１３、欠損部２５２、突出部２１６、欠損部２５４、突出部２１４、欠損部２５３、突出部２１５がこの順で並んで設けられている。
また、欠損部２５１と欠損部２５２とは突出部２１３を介して対向している。また、欠損部２５２と欠損部２５４とは突出部２１６を介して対向している。また、欠損部２５３と欠損部２５４とは突出部２１４を介して対向している。また、欠損部２５１と欠損部２５３とは突出部２１５を介して対向している。
【００３２】
このような突出部２１３〜２１６および欠損部２５１〜２５４は、それぞれ、可動板２１の板厚方向からの平面視にて四角形をなしている。なお、図１、３では、各欠損部２５１〜２５４の平面視形状が正方形をなす状態を一例として図示している。また、突出部２１３〜２１６および欠損部２５１〜２５４の平面視形状の角部が丸み付けされていてもよい。なお、可動板２１の十字状の外形における角部には、所定の結晶面だけではなく複数の結晶面が現れるため角部は厳密には直角とならず、突出部２１３〜２１６および欠損部２５１〜２５４は厳密には四角形とならない場合がある。しかし、本実施形態においては、上記の状態を含めて各欠損部２５１〜２５４は四角形であるとみなす。
【００３３】
このような可動板２１の板厚方向からの平面視における外形は、主として、可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に平行な線分と、可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に対して垂直な線分（線分Ｙ）とで構成されている。これにより、後述するようにシリコン基板を異方性エッチングすることにより、可動板２１を簡単かつ高精度に形成することができる。なお、可動板２１の十字状の外形における角部には、所定の結晶面だけではなく複数の結晶面が現れる。従って、可動板２１の板厚方向からの平面視における角部の外形は軸線Ｘまたは線分Ｙに必ずしも平行な線分とならない場合がある。すなわち、可動板２１の板厚方向からの平面視における外形は、少なくとも上記の可動板２１の角部を除いて、軸線Ｘに平行な線分と線分Ｙに平行な線分とで構成されている。
【００３４】
また、可動板２１は、平面視にて可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に対して対称な形状をなしている。これにより、簡単に、可動板２１の重心を可動板２１の回動中心軸上に位置させ、可動板２１の回動を円滑なものとすることができる。
また、可動板２１は、平面視にて可動板２１の中心Ｐを通りかつ可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に対して垂直な線分Ｙに対して対称な形状をなしている。これにより、可動板の設計が容易となる。
【００３５】
また、可動板２１の板面は、シリコンの（１００）面で構成されている。これにより、後述するように板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を簡単かつ高精度に形成することができる。
また、可動板２１の側面は、主として、シリコンの（１１１）面で構成されている。これにより、後述するように板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を簡単かつ高精度に形成することができる。なお、可動板２１の板厚方向からの平面視における外形の角部においては、可動板２１の側面は（１１１）面以外の結晶面を含んでいる。従って、可動板２１の側面は、少なくとも当該角部における側面を除いて、シリコンの（１１１）面で構成されている。
【００３６】
また、可動板２１の側面には、可動板２１の板面に直交する横断面においてＶ字状をなす溝２１７が形成されている。これにより、可動板２１の慣性モーメントを低減することができる。また、このような溝は、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００３７】
また、可動板２１の板厚方向からの平面視における回動中心軸（軸線Ｘ）に対して垂直な方向（以下、「線分Ｙ方向」とも言う）での長さをＡとし、可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に平行な方向（以下、「軸線Ｘ方向」とも言う）での長さをＢとし、各欠損部２５１〜２５４の線分Ｙ方向に沿った長さをａとし、各欠損部２５１〜２５４の軸線Ｘ方向に沿った長さをｂとしたとき、下記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たす。
【００３８】
【数１】
【００３９】
上記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たすことにより、可動板２１の光反射部２１１の光反射に必要な面積を確保しつつ、可動板２１の回動時における慣性モーメントを効率的に低減することができる。
これに対し、長さａ、ｂが前記下限値未満であると、それぞれ、可動板２１の回動時における慣性モーメントを低減する効果が小さい傾向となる。そのため、可動板２１の厚さによっては、可動板２１の動撓みが大きくなり、光スキャナー１の光学特性を低下させる場合がある。
【００４０】
一方、長さａ、ｂが前記上限値を超えると、可動板２１の光反射部２１１の面積を効率的に用いることができず、光反射部２１１での反射光の強度が小さくなる傾向を示す。
なお、図３では、上記式（Ａ）、（Ｂ）を満たし、ａ、ｂをそれぞれ最大とした場合の可動板２１Ａ、ａ、ｂをそれぞれ最小とした場合の可動板２１Ｂをそれぞれ鎖線で示している。
【００４１】
以下、上記式（Ａ）、（Ｂ）について簡単に説明する。
図３に示すように平面視にて可動板２１に光Ｌの円形または楕円形のスポットが内接する場合、各欠損部２５１〜２５４が光Ｌのスポットの外側で面積が最大となるのは、ａ＝（１−１／√２）Ａ、ｂ＝（１−１／√２）Ｂである。
また、かかる場合、欠損部２５１〜２５４を形成する効果が発揮される範囲において、ａが最大となりｂが最小となるのは、軸線Ｘに対して３０°傾斜した線分と光Ｌのスポットの外周縁との交点Ｐ２に各欠損部２５１〜２５４の角Ｐ３が位置するときである。
【００４２】
また、かかる場合、欠損部２５１〜２５４を形成する効果が発揮される範囲において、ａが最小となりｂが最大となるのは、軸線Ｘに対して６０°傾斜した線分と光Ｌのスポットの外周縁との交点Ｐ１に各欠損部２５１〜２５４の角Ｐ３が位置するときである。
さらに、光Ｌとして通常用いられるレーザーのスポット径の有効範囲は、一般的にピーク輝度の１／ｅ２以上となる輝度の範囲とされる。したがって、その有効範囲が光反射部２１１内に収まっていれば、理想的な光反射を行うことができる。
【００４３】
ただし、実際のレーザーは、上記有効範囲の外側であっても、若干の光が存在し、ａ、ｂが上記値に対して若干小さかったり大きかったりしても、実使用上問題なく許容できる。
具体的には、上述したように求めたａ、ｂの許容値を−２０％以上＋２００％以下とすることができる。
以上のようなことから、上記式（Ａ）、（Ｂ）が得られる。
【００４４】
また、可動板２１は、上記長さＡおよびＢは、互いに等しくても異なっていてもよい。なお、図１では、Ａ＝Ｂの場合を図示している。
このような可動板２１の上面には、光反射性を有する光反射部２１１が設けられている。一方、可動板２１の下面には、後述する駆動部４の永久磁石４１が設けられている。なお、永久磁石４１については、後述する駆動部４の説明において詳述する。
【００４５】
各連結部２３、２４は、長手形状をなしており、弾性変形可能に構成されている。また、連結部２３および連結部２４は可動板２１を介して対向している。このような連結部２３、２４は、それぞれ、可動板２１を支持部２２に対して回動可能とするように、可動板２１と支持部２２とを連結している。１対の連結部２３、２４は、軸線Ｘに沿って同軸的に設けられており、この軸線Ｘを回動中心軸として、可動板２１が支持部２２に対して回動する。
【００４６】
本実施形態では、図１に示すように、連結部２３は、１対の梁部材２３１、２３２で構成されている。同様に、連結部２４は、１対の梁部材２４１、２４２で構成されている。 このように構成された連結部２３、２４は、連結部が１本で構成された場合よりも長さを短くすることが可能となり、光スキャナー１の板厚方向の平面視における面積を小さくすることができる。以下、連結部２３について代表的に説明し、連結部２４については、連結部２３と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
各梁部材２３１、２３２は、軸線Ｘに沿って設けられているとともに、軸線Ｘを介して対向している。また、各梁部材２３１、２３２は、その横断面形状が平行四辺形をなしている。
より具体的には、各梁部材２３１、２３２の横断面の外形は、それぞれ、シリコンの（１００）に沿った１対の辺と、シリコンの（１１１）面に沿った１対の辺とで構成された平行四辺形をなしている。すなわち、梁部材２３１は、上面２３１１および下面２３１２がそれぞれシリコンの（１００）面で構成され、１対の側面２３１３、２３１４がそれぞれシリコンの（１１１）面で構成されている。同様に、梁部材２３２は、上面２３２１および下面２３２２がそれぞれシリコンの（１００）面で構成され、１対の側面２３２３、２３２４がそれぞれシリコンの（１１１）面で構成されている。ここで、側面２３１３、２３２４、２３２３、２３２４は、それぞれ、シリコンの（１１１）面で構成されているので、基体２の上面または下面（すなわちシリコンの（１００）面）に対する傾斜角θが５４．７３°となっている。このような横断面形状をなす各梁部材２３１、２３２は、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより簡単かつ確実に形成することができる。
【００４８】
このように連結部２３の外表面がシリコンの（１００）面および（１１１）面で構成されていると、後述するようにシリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、簡単かつ高精度に連結部２３を形成することができる。
また、梁部材２３１、２３２は、軸線Ｘに平行な方向からみたときに（言い換えると、図５に示す断面でみたとき）、上下に延び軸線Ｘを通る線分に対して対称な形状をなしている。
【００４９】
また、図５に示す断面において、連結部２３全体の幅（梁部材２３１の側面２３１３と梁部材２３２の側面２３２３との面間距離）は、下側から上側に向けて拡がって（漸増して）いる。なお、連結部２３全体の幅とは、梁部材２３１と梁部材２３２とを合わせて連結部２３を一つの部材としてみなした時の幅であり、連結部２３を構成し、かつ回動中心軸に垂直な方向に回動中心軸から最も離れている２つの面の距離を示している。
【００５０】
また、図５に示す断面において、梁部材２３１と梁部材２３２との間の距離（隙間の幅）は、下側から上側に向けて拡がって（漸増して）いる。なお、梁部材２３１と梁部材２３２との間の距離とは、可動板２１の板面に平行な方向における、回動中心軸を挟んで互いに対向する梁部材２３１の面（側面２３１４）と梁部材２３２（側面２３２４）の面との距離を示している。
【００５１】
すなわち、１対の梁部材２３１、２３２間の距離は、可動板２１の回動中心軸に平行な方向からみたときに、可動板２１の一方の面側から他方の面側に向けて（本実施形態では下側から上側に向けて）漸増している。
このような連結部２３は、後述するようにシリコン基板を異方性エッチングすることにより、前述したような平面視形状をなす可動板２１と一括して簡単かつ高精度に形成することができる。
また、１対の梁部材２３１、２３２の下側の端同士の間の距離をＷ１とし、１対の梁部材２３１、２３２の可動板２１の厚さ方向での厚さをｔとしたとき、下記式（１）を満たす。
【００５２】
【数２】
【００５３】
後述に詳述するように、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板をその両面側から異方性エッチングするため、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成する際に、シリコン基板の両面に形成したマスクの形成位置がずれることがある。このように、シリコン基板の両面のマスクの形成位置がずれると、各梁部材２３１、２３２のシリコンの（１１１）面で構成されるべき１対の側面２３１３、２３１４、２３２３、２３２４に段差が生じてしまう。上記式（１）を満たすことにより、シリコン基板の両面に形成したマスクの形成位置がずれた場合に、一方の側面に形成された段差と、他方の側面に形成された段差とをシリコン基板の厚さ方向にずらすことができる（図１０参照）。そのため、可動板２１の回動時における各梁部材２３１、２３２に生じる応力集中を緩和することができる。
このようにして、光スキャナー１は、駆動時の応力集中による破損を比較的簡単に防止することができる。
また、１対の梁部材２３１、２３２の上側の端同士の間の距離をＷ２としたとき、下記式（２）を満たす。
【００５４】
【数３】
【００５５】
これにより、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板をその両面側から異方性エッチングすることにより、１対の梁部材２３１、２３２で構成された連結部２３を簡単かつ確実に形成することができる。
【００５６】
［支持体］
支持体３は、前述した基体２を支持する機能を有する。また、支持体３は、後述する駆動部４のコイル４２を支持する機能をも有する。
この支持体３は、上方に開放する凹部３１を有する箱状をなしている。言い換えると、支持体３は、板状をなす板状部３２と、その板状部３２の上面の外周部に沿って設けられた枠状をなす枠状部３３とで構成されている。
【００５７】
このような支持体３の上面のうち凹部３１の外側の部分、すなわち、枠状部３３の上面には、前述した基体２の支持部２２の下面が接合されている。これにより、基体２の可動板２１および１対の連結部２３、２４と支持体３との間には、可動板２１の回動を許容する空間が形成されている。
このような支持体３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス、パイレックスガラス（「パイレックス」は登録商標）、テンパックスガラス等のガラス材料や、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料、ＬＴＣＣ（低温焼結セラミックス）等が挙げられる。
また、基体２と支持体３との接合方法としては、支持体３の構成材料、形状等に応じて適宜決められるものであり、特に限定されないが、接着剤を用いた方法、陽極接合法、直接接合法等が挙げられる。
【００５８】
［駆動部］
駆動部４は、永久磁石４１およびコイル４２を有し、前述した基体２の可動板２１を電磁駆動方式（より具体的にはムービングマグネット型の電磁駆動方式）により回動駆動させるものである。電磁駆動方式は、大きな駆動力を発生させることができる。そのため、電磁駆動方式を採用する駆動部４によれば、低駆動電圧化を図りつつ、可動板２１の振れ角を大きくすることができる。
【００５９】
永久磁石４１は、可動板２１の下面に例えば接着剤を介して固定されている。また、永久磁石４１は、長手形状をなしており、平面視にて軸線Ｘに対して直交する方向に延在するように設けられている。このような永久磁石４１は、長手方向に磁化しており、長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。永久磁石４１を軸線Ｘに対して直交する方向に延在するように設けることにより、永久磁石４１の両端部を軸線Ｘから離れたところに位置させることができる。そのため、コイル４２が発生する磁界の作用により、可動板２１により大きなトルクを与えることができる。
【００６０】
このような永久磁石４１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの、硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
コイル４２は、支持体３の凹部３１の底面３１１上に、可動板２１と対向するように設けられている。これにより、コイル４２が発生する磁界を永久磁石４１に効果的に作用させることができる。このコイル４２は、図示しない電源に電気的に接続されており、電源から周期的に変化する電圧（交番電圧、間欠的な直流等）が印加されるようになっている。
このような駆動部４によって、次のように可動板２１が回動する。
【００６１】
まず、図示しない電源によりコイル４２に例えば交番電圧を印加する。これにより、コイル４２の上側（可動板２１側）がＮ極、下側がＳ極となる第１の磁界と、コイル４２の上側がＳ極、下側がＮ極となる第２の磁界とが、交互にかつ周期的に発生する。
第１の電界では、永久磁石４１のＮ極側がコイル４２に引きつけられ、反対にＳ極側がコイル４２から遠ざかるように、可動板２１が軸線Ｘを中心に図２にて反時計回りに回動する（第１の状態）。反対に、第２の電界では、永久磁石４１のＳ極側がコイル４２に引きつけられ、反対にＮ極側がコイル４２から遠ざかるように、可動板２１が軸線Ｘを中心に図２にて時計回りに回動する（第２の状態）。このような第１の状態と第２の状態とが交互に繰り返され、可動板２１が軸線Ｘを中心に回動する。
【００６２】
（アクチュエーターの製造方法）
以上のような光スキャナー１は、例えば、次のようにして製造することができる。以下、本発明のアクチュエーターの製造方法の一例として、図６ないし図１０に基づいて、光スキャナー１の製造方法を説明する。また、図６ないし図８は、それぞれ、図２に対応する断面で示されており、図９および図１０は、それぞれ、図５に対応する断面で示されている。
光スキャナー１の製造方法は、基体２を形成する工程を有する。
基体２を形成する工程は、［Ａ］凹部２１８を形成する工程と、［Ｂ］可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成する工程とを有する。
【００６３】
以下、各工程を順次詳細に説明する。
［Ａ］凹部２１８を形成する工程
−Ａ１−
まず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０２を用意する。
このシリコン基板１０２は、後述するエッチングを経ることにより基体２となるものである。
具体的には、シリコン基板１０２は、その主面がシリコンの（１００）面で構成されたものである。
【００６４】
−Ａ２−
次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン基板１０２の上面上に窒化膜５１を形成するとともに、シリコン基板１０２の下面上に窒化膜５２を形成する。
この窒化膜５１、５２は、それぞれ、例えば、ＳｉＮで構成されている。
また、窒化膜５１、５２の形成方法は、ぞれぞれ、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ等の気相成膜法を用いることができる。
また、窒化膜５１、５２の厚さは、特に限定されないが、０．０１μｍ以上０．２μｍ以下程度である。
なお、窒化膜５１、５２に代えて、ＳｉＯで構成された酸化膜を例えば熱酸化法により形成してもよい。
【００６５】
−Ａ３−
次に、図６（ｃ）に示すように、窒化膜５１上にレジスト膜６１を形成し、図６（ｄ）に示すように、窒化膜５２上にレジスト膜６２を形成する。
このレジスト膜６１、６２は、それぞれ、ポジ型またはネガ型のレジスト材料で構成されている。
−Ａ４−
次に、レジスト膜６２を露光および現像することにより、レジスト膜６２の凹部２１８の形成領域に対応した部分を除去する。これにより、図６（ｅ）に示すように、開口６２１を有するレジスト膜６２Ａを得る。
【００６６】
−Ａ５−
次に、レジスト膜６２Ａをマスクとして用いて、窒化膜５２の一部をエッチングにより除去する。これにより、図６（ｆ）に示すように、開口５２１を有する窒化膜５２Ａを得る。
上記エッチング（開口５２１の形成方法）としては、特に限定されないが、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００６７】
−Ａ６−
次に、レジスト膜６１、６２Ａを除去する。これにより、図６（ｇ）に示すように、シリコン基板１０２は、その上面が窒化膜５１で覆われ、下面が窒化膜５２Ａで覆われた状態となる。
レジスト膜６１、６２の除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００６８】
次に、窒化膜５２Ａをマスクとして用いて、シリコン基板１０２をエッチングする。これにより、図７（ａ）に示すように、凹部２１８を有するシリコン基板１０２Ａを得る。
上記エッチング（凹部２１８の形成方法）としては、特に限定されないが、後述する可動板２１、支持部２２等の形成のためのエッチングと同様、異方性エッチングが好適に用いられる。
かかる異方性エッチングは、特に限定されないが、例えば、ＫＯＨ水溶液等を用いたウェットエッチングにより行うことができる。
【００６９】
−Ａ８−
次に、窒化膜５１、５２Ａを除去する。これにより、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板１０２Ａの上面および下面が露出した状態となる。
窒化膜５１、５２Ａの除去方法としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００７０】
［Ｂ］可動板２１、支持部２２等を形成する工程
−Ｂ１−
次に、図７（ｃ）に示すように、シリコン基板１０２Ａの上面上に窒化膜７１を形成するとともに、シリコン基板１０２Ａの下面上に窒化膜７２を形成する。
この窒化膜７１、７２は、それぞれ、例えば、ＳｉＮで構成されている。
【００７１】
また、窒化膜７１、７２の形成方法は、ぞれぞれ、特に限定されないが、上記工程Ａ２と同様、例えば、プラズマＣＶＤ等の気相成膜法を用いることができる。
また、窒化膜７１、７２の厚さは、特に限定されないが、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下程度である。
なお、窒化膜７１、７２に代えて、ＳｉＯで構成された酸化膜を例えば熱酸化法により形成してもよい。
【００７２】
−Ｂ２−
次に、図７（ｄ）に示すように、窒化膜７１上にレジスト膜８１を形成する。
このレジスト膜８１は、ポジ型またはネガ型のレジスト材料で構成されている。
−Ｂ３−
次に、レジスト膜８１を露光および現像することにより、レジスト膜８１の可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４の形成領域に対応した部分が残存するように、レジスト膜８１の一部を除去する。これにより、図７（ｅ）に示すように、開口８１１を有するレジスト膜８１Ａを得る。なお、図７（ｅ）では図示しないが、レジスト膜８１Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の上端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
【００７３】
−Ｂ４−
次に、レジスト膜８１Ａをマスクとして用いて、窒化膜７１の一部をエッチングにより除去する。これにより、図７（ｆ）に示すように、開口７１１を有する窒化膜７１Ａを得る。なお、図７（ｆ）では図示しないが、窒化膜７１Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の上端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
上記エッチング（開口７１１の形成方法）としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００７４】
−Ｂ５−
次に、レジスト膜８１Ａを除去する。これにより、図７（ｇ）に示すように、シリコン基板１０２Ａは、その上面が窒化膜７１Ａで覆われ、下面が窒化膜７２で覆われた状態となる。
レジスト膜８１Ａの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００７５】
−Ｂ６−
次に、図８（ａ）に示すように、窒化膜７２上にレジスト膜８２を形成する。
このレジスト膜８２は、ポジ型またはネガ型のレジスト材料で構成されている。
−Ｂ７−
次に、レジスト膜８２を露光および現像することにより、レジスト膜８２の可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４の形成領域に対応した部分が残存するように、レジスト膜８２の一部を除去する。これにより、図８（ｂ）に示すように、開口８２１を有するレジスト膜８２Ａを得る。なお、図８（ｂ）では図示しないが、レジスト膜８２Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の下端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
【００７６】
−Ｂ８−
次に、レジスト膜８２Ａをマスクとして用いて、窒化膜７２の一部をエッチングにより除去する。これにより、図８（ｃ）に示すように、開口７２１を有する窒化膜７２Ａを得る。なお、図８（ｃ）では図示しないが、窒化膜７２Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の下端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
上記エッチング（開口７２１の形成方法）としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００７７】
−Ｂ９−
次に、レジスト膜８２Ａを除去する。これにより、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板１０２Ａは、その上面が窒化膜７１Ａで覆われ、下面が窒化膜７２Ａで覆われた状態となる。
レジスト膜８２Ａの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００７８】
−Ｂ１０−
次に、窒化膜７１Ａ、７２Ａをマスクとして用いて、シリコン基板１０２Ａを異方性エッチングする。これにより、図８（ｅ）に示すように、基体２を得る。すなわち、本工程の異方性エッチングでは、第１のマスクである窒化膜７２Ａと第２のマスクである窒化膜７１Ａとを介してシリコン基板１０２Ａをその両面側から異方性エッチングすることにより、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成する。
【００７９】
上記異方性エッチング（基体２の形成方法）は、特に限定されないが、例えば、ＫＯＨ水溶液等を用いたウェットエッチングにより行うことができる。
ここで、かかる異方性エッチングによる連結部２３の形成について詳述する。なお、連結部２４の形成については、連結部２３の形成と同様であるので、その説明を省略する。
図９に示すように、マスク（第２のマスク）として用いる窒化膜７１Ａは、連結部２３の梁部材２３１の上面の形成領域に対応して形成された部分７１２と、連結部２３の梁部材２３２の上面の形成領域に対応して形成された部分７１３とを有し、部分７１２と部分７１３との間には、開口（第２の開口）７１４が形成されている。この開口７１４は、１対の梁部材２３１、２３２の上端同士の間の隙間に対応して形成されている。
【００８０】
また、マスク（第１のマスク）として用いる窒化膜７２Ａは、連結部２３の梁部材２３１の下面の形成領域に対応して形成された部分７２２と、連結部２３の梁部材２３２の下面の形成領域に対応して形成された部分７２３とを有し、部分７２２と部分７２３との間には、開口７２４（第１の開口）が形成されている。この開口７２４は、１対の梁部材２３１、２３２の下端同士の間の隙間に対応して形成されている。
ここで、開口７２４の幅をＷｍ１とし、シリコン基板１０２Ａの厚さをＴとしたときに、下記式（３）の関係を満たす。
【００８１】
【数４】
【００８２】
このような関係式を満たすことにより、第１のマスクである窒化膜７２Ａと第２のマスクである窒化膜７１Ａとの位置関係がずれ、それにより、各梁部材２３１、２３２のシリコンの（１１１）面で構成されるべき１対の側面に段差が生じても、一方の側面に形成された段差と、他方の側面に形成された段差とをシリコン基板の厚さ方向にずらすことができる。そのため、得られたアクチュエーターにおいて、可動板２１の回動時における各梁部材２３１、２３２に生じる応力集中を緩和することができる。
開口７１４の幅をＷｍ２としたとき、下記式（４）を満たす。
【００８３】
【数５】
【００８４】
これにより、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板１０２Ａをその両面側から異方性エッチングすることにより、１対の梁部材２３１、２３２で構成された連結部２３を簡単かつ確実に形成することができる。
以下、本工程の異方性エッチングにおける段差の発生について詳述する。
本工程における異方性エッチングに際し、マスクとして用いる窒化膜７１Ａ、７２Ａの形成位置がずれていない場合、図９（ａ）〜図９（ｄ）に示すように、開口７１１、７１４を介してシリコン基板１０２Ａの上面がエッチングされるとともに、開口７２１、７２４を介してシリコン基板１０２Ａの下面がエッチングされていき、１対の梁部材２３１、２３２が形成される。
【００８５】
この場合、開口７１４および開口７２４の幅方向での中心位置が互いに幅方向で一致しているので、図９（ｄ）に示すように、各梁部材２３１、２３２の各側面は、段差のない、シリコンの（１１１）面で構成された一定の傾斜面となる。
一方、本工程における異方性エッチングに際し、マスクとして用いる窒化膜７１Ａ、７２Ａの形成位置がずれている場合、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、開口７１１、７１４を介してシリコン基板１０２Ａの上面がエッチングされるとともに、開口７２１、７２４を介してシリコン基板１０２Ａの下面がエッチングされていき、１対の梁部材２３１、２３２が形成される。
【００８６】
この場合、開口７１４および開口７２４の幅方向での中心位置が互いに幅方向で異なるので、図１０（ｄ）に示すように、梁部材２３１の一方の側面には段差２３１５が形成され、梁部材２３１の他方の側面には段差２３１６が形成される。また、これと同様に、梁部材２３２の一方の側面には段差２３２５が形成され、梁部材２３２の他方の側面には段差２３２６が形成される。
【００８７】
段差２３１６は、前述したようにマスクとして用いる窒化膜７２Ａの開口７２４の幅が前記式（３）を満たすように形成されているため、シリコン基板１０２Ａの厚さ方向での中央よりも窒化膜７２Ａ側（下側）に形成される。
これに対し、段差２３１５は、窒化膜７１Ａの開口７１１および窒化膜７２Ａの開口７２１の幅はシリコン基板１０２Ａの厚さに対して大きすぎるため、シリコン基板１０２Ａの厚さ方向での中央に形成される。
【００８８】
そのため、段差２３１５と段差２３１６とはシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が異なっている。同様に、段差２３２５と段差２３２６とはシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が異なっている。
このように、段差２３１５と段差２３１６とがシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が異なるため、可動板２１の回動時に梁部材２３１の厚さ方向での中央部に応力が集中するのを防止または抑制することができる。同様に、可動板２１の回動時に梁部材２３２の厚さ方向での中央部に応力が集中するのを防止または抑制することができる。その結果、駆動時の応力集中による連結部２３の破損を防止することができる。同様に、駆動時の応力集中による連結部２４の破損を防止することができる。
【００８９】
仮に、開口７２４の幅が前記式（３）を満たしていないと、段差２３１５、２３１６、２３２５、２３２６はいずれもシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での中央の位置に形成されることとなる。すなわち、段差２３１５、２３１６、２３２５、２３２６は互いにシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が同じになる。そのため、駆動時における応力集中による破損するおそれがある。
【００９０】
−Ｂ１１−
次に、窒化膜７１Ａ、７２Ａを除去する。これにより、図８（ｆ）に示すように、基体２の上面および下面が露出した状態となる。
窒化膜７１Ａ、７２Ａの除去方法としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング、熱りん酸によるウェットプロセス等が挙げられる。
また、必要に応じて、基体２の角部を丸める処理を行う。
【００９１】
かかる処理（丸め処理）は、特に限定されないが、例えば、フッ酸と硝酸と酢酸（または水）とによる等方性エッチング、熱処理（減圧下、１０００〜１２００℃程度、Ｈ２を導入したＡｒ雰囲気下）等が挙げられる。
次に、図８（ｇ）に示すように、可動板２１の下面に、接着剤を介して永久磁石４１を固定する。なお、可動板２１の下面に、接着剤を介して硬磁性体を固定し、その後、この硬磁性体を着磁することにより、永久磁石４１としてもよい。
【００９２】
また、可動板２１の上面に、金属膜を形成し、光反射部２１１を形成する。この金属膜の形成方法としては、特に限定されず、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。
また、図示しないが、支持体３上にコイル４２を設け、支持体３と基体２とを接合する。
以上の工程により、光スキャナー１が得られる。
【００９３】
以上説明したような光スキャナー１の製造方法によれば、前記式（３）を満たすので、得られた光スキャナー１（アクチュエーター）において、可動板２１の回動時における各梁部材２３１、２３２、２４１、２４２に生じる応力集中を緩和することができる。
以上説明したような第１実施形態に係る光スキャナー１（アクチュエーター）によれば、可動板２１が平面視にて十字状をなしているので、可動板２１の光反射領域を確保しながら、可動板２１の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
また、各連結部２３、２４の横断面が可動板２１の一方の面側から他方の面側に向けて幅が漸増しているので、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、可動板２１および１対の連結部２３、２４を簡単かつ高精度に形成することができる。
【００９４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係る光スキャナーを示す平面図、図１２は、図１１中のＢ−Ｂ線部分拡大断面図である。
以下、第２実施形態の光スキャナーについて、前述した実施形態の光スキャナー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。
【００９５】
第２実施形態の光スキャナーは、連結部の横断面形状が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の光スキャナー１Ａは、図１１に示すように、振動系を有する基体２Ａを有している。基体２Ａは、可動板２１と、支持部２２と、可動板２１を支持部２２に対して回動可能に連結する１対の連結部２３Ａ、２４Ａとを有する。
【００９６】
以下、連結部２３について代表的に説明し、連結部２４については、連結部２３と同様であるので、その説明を省略する。
連結部２３Ａは、軸線Ｘに沿って設けられている。また、連結部２３Ａは、その横断面形状が台形をなしている。
より具体的には、連結部２３Ａは、軸線Ｘに平行な方向からみたときに（言い換えると、図１２に示す断面でみたとき）、上下に延び軸線Ｘを通る線分に対して対称（図１２にて左右対称）な形状をなしている。
【００９７】
また、図１２に示す断面において、連結部２３Ａ全体の幅は、下側から上側に向けて拡がっている。
また、連結部２３Ａの横断面の外形は、シリコンの（１００）に沿った１対の辺と、シリコンの（１１１）面に沿った１対の辺とで構成されている。すなわち、連結部２３Ａは、上面２３３および下面２３４がそれぞれシリコンの（１００）面で構成され、１対の側面２３５、２３６がそれぞれシリコンの（１１１）面で構成されている。ここで、側面２３５、２３６は、それぞれ、上面２３３または下面２３４に対する傾斜角θが５４．７３°となっている。このような横断面形状をなす連結部２３Ａは、前述した第１実施形態の連結部２３と同様、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより簡単かつ高精度に形成することができる。
以上説明したような第２実施形態の光スキャナー１Ａによっても、光反射領域を確保しながら可動板の回動時の慣性モーメントを低減するとともに、可動板および１対の連結部の寸法精度を簡単に優れたものとすることができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第３実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
以下、第３実施形態の光スキャナーについて、前述した実施形態の光スキャナー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。
【００９９】
第３実施形態の光スキャナーは、可動板の平面視形状が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の光スキャナーに備えられた可動板２１Ｃは、図１３に示すように、本体部２１２Ｃと、この本体部２１２Ｃから軸線Ｘ方向に両側へ突出する１対の突出部２１３Ｃ、２１４Ｃと、本体部２１２から線分Ｙ方向に両側に突出する１対の突出部２１５Ｃ、２１６Ｃとで構成されている。これにより、可動板２１Ｃは、平面視にて十字状をなす。
【０１００】
そして、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１３Ｃと突出部２１５Ｃとの間には、欠損部２５１Ｃが形成されている。また、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１３Ｃと突出部２１６Ｃとの間には、欠損部２５２Ｃが形成されている。また、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１４Ｃと突出部２１６Ｃとの間には、欠損部２５４Ｃが形成されている。また、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１４Ｃと突出部２１５Ｃとの間には、欠損部２５３Ｃが形成されている。
【０１０１】
本実施形態では、可動板２１Ｃは、板厚方向からの平面視にて軸線Ｘに対して対称となるように形成されているが、当該平面視にて線分Ｙに対して非対称となるように形成されている。なお、以下では、欠損部２５１Ｃ、２５３Ｃについて代表的に説明するが、欠損部２５２Ｃ、２５４Ｃについても同様である。
より具体的に説明すると、欠損部２５１の線分Ｙ方向に沿った長さをａ１とし、欠損部２５１Ｃの軸線Ｘ方向に沿った長さをｂ１としたとき、ａ１＜ｂ１の関係を満たす。すなわち、欠損部２５１Ｃは、軸線Ｘ方向に沿った長さが線分Ｙ方向に沿った長さよりも長い長方形をなしている。これにより、可動板２１Ｃの軸線Ｘから遠位の端部の質量を効率的に低減することができる。そのため、可動板２１Ｃの回動時の慣性モーメントを効果的に抑えることができる。
【０１０２】
同様に、欠損部２５３Ｃの線分Ｙ方向での長さをａ３とし、欠損部２５３Ｃの軸線Ｘ方向での長さをｂ３としたとき、ａ３＜ｂ３の関係を満たす。すなわち、欠損部２５３Ｃは、軸線Ｘ方向の長さが線分Ｙ方向での長さよりも長い長方形をなしている。これにより、可動板２１Ｃの軸線Ｘから遠位の端部の質量を効率的に低減することができる。そのため、可動板２１Ｃの回動時の慣性モーメントを効果的に抑えることができる。
【０１０３】
また、ａ１＞ａ３、かつ、ｂ１＞ｂ３の関係を満たす。これにより、軸線Ｘ軸に対して傾斜させて光を光反射部２１１に入射させる場合に、光反射領域を効率的に確保することができる。
また、この可動板２１Ｃにおいても、可動板２１Ｃの平面視における線分Ｙ方向での長さをＡとし、可動板２１Ｃの軸線Ｘ方向での長さをＢとし、各欠損部２５１Ｃ〜２５４Ｃの線分Ｙ方向での長さをａとし、各欠損部２５１Ｃ〜２５４Ｃの軸線Ｘ方向での長さをｂとしたとき、前記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たす。
以上説明したような第３実施形態の光スキャナーによっても、光反射領域を確保しながら可動板の回動時の慣性モーメントを低減するとともに、可動板および１対の連結部の寸法精度を簡単に優れたものとすることができる。
【０１０４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第４実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
以下、第４実施形態の光スキャナーについて、前述した実施形態の光スキャナー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。
【０１０５】
第４実施形態の光スキャナーは、可動板の平面視形状が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の光スキャナーに備えられた可動板２１Ｄは、図１４に示すように、本体部２１２Ｄと、この本体部２１２Ｄから軸線Ｘ方向に両側へ突出する１対の突出部２１３Ｄ、２１４Ｄと、本体部２１２から線分Ｙ方向に両側に突出する１対の突出部２１５Ｄ、２１６Ｄとで構成されている。これにより、可動板２１Ｄは、平面視にて十字状をなす。
【０１０６】
そして、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１３Ｄと突出部２１５Ｄとの間には、欠損部２５１Ｄが形成されている。また、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１３Ｄと突出部２１６Ｄとの間には、欠損部２５２Ｄが形成されている。また、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１４Ｄと突出部２１６Ｄとの間には、欠損部２５４Ｄが形成されている。また、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１４Ｄと突出部２１５Ｄとの間には、欠損部２５３Ｄが形成されている。
【０１０７】
本実施形態では、可動板２１Ｄは、平面視にて軸線Ｘに対して非対称となるように形成され、平面視にて線分Ｙに対して対称となるように形成されている。なお、以下では、欠損部２５１Ｄ、２５２Ｄについて代表的に説明するが、欠損部２５３Ｄ、２５４Ｄについても同様である。
より具体的に説明すると、欠損部２５１Ｄの線分Ｙ方向での長さをａ１とし、欠損部２５１Ｄの軸線Ｘ方向での長さをｂ１としたとき、ａ１＜ｂ１の関係を満たす。すなわち、欠損部２５１Ｄは、軸線Ｘ方向の長さが線分Ｙ方向での長さよりも長い長方形をなしている。これにより、可動板２１Ｄの軸線Ｘから遠位の端部の質量を効率的に低減することができる。そのため、可動板２１Ｄの回動時の慣性モーメントを効果的に抑えることができる。
【０１０８】
一方、欠損部２５２Ｄの線分Ｙ方向での長さをａ２とし、欠損部２５２Ｄの軸線Ｘ方向での長さをｂ２としたとき、ａ２＞ｂ２の関係を満たす。これにより、欠損部２５２Ｄの平面視での面積が欠損部２５１Ｄの平面視での面積より大きくても、可動板２１Ｄの重心が軸線Ｘからずれるのを防止または抑制することができる。そのため、可動板２１Ｄの回動を円滑なものとすることができる。なお、本実施形態では、ａ１×ｂ１＜ａ２×ｂ２の関係を満たす。
【０１０９】
また、この可動板２１Ｄにおいても、可動板２１Ｄの平面視における線分Ｙ方向での長さをＡとし、可動板２１Ｄの軸線Ｘ方向での長さをＢとし、各欠損部２５１Ｄ〜２５４Ｄの線分Ｙ方向での長さをａとし、各欠損部２５１Ｄ〜２５４Ｄの軸線Ｘ方向での長さをｂとしたとき、前記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たす。
以上説明したような第４実施形態の光スキャナーによっても、光反射領域を確保しながら可動板の回動時の慣性モーメントを低減するとともに、可動板および１対の連結部の寸法精度を簡単に優れたものとすることができる。
以上説明したような光スキャナーは、例えば、プロジェクター、レーザープリンター、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。
【０１１０】
（画像形成装置）
ここで、図１５に基づいて、本発明の画像形成装置の一例を説明する。
図１５は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。なお、以下では、説明の便宜上、スクリーンＳＣの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。
【０１１１】
プロジェクター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対の本発明の光スキャナー９３、９４（例えば、光スキャナー１と同様の構成の光スキャナー）と、固定ミラー９５とを有している。
光源装置９１は、赤色光を照出する赤色光源装置９１１と、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３とを備えている。
【０１１２】
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、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
このようなプロジェクター９は、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから、図示しないホストコンピューター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、この合成された光が、光スキャナー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ＳＣ上でカラー画像を形成するように構成されている。
ここで、光スキャナー９３、９４の光走査について具体的に説明する。
【０１１３】
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、光スキャナー９３によって横方向に走査される（主走査）。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナー９４によってさらに縦方向に走査される（副走査）。これにより、２次元カラー画像をスクリーンＳＣ上に形成することができる。このような光スキャナー９３、９４として本発明の光スキャナーを用いることで、極めて優れた描画特性を発揮することができる。
【０１１４】
ただし、プロジェクター９としては、光スキャナーにより光を走査し、対象物に画像を形成するように構成されていれば、これに限定されず、例えば、固定ミラー９５を省略してもよい。
このように構成されたプロジェクター９によれば、前述した光スキャナー１と同様の構成の光スキャナー９３、９４を備えるので、安価に、高品位な画像を得ることができる。
【０１１５】
以上、本発明のアクチュエーター、光スキャナー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ー、光スキャナーおよび画像形成装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、可動板が平面視において回動中心軸およびそれに垂直な線分の少なくとも一方に対して対称な形状をなす場合を説明したが、これに限定されず、可動板が平面視において回動中心軸およびそれに垂直な線分のいずれに対しても非対称な形状をなしていてもよい。
【０１１６】
また、前述した実施形態では、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合を例に説明したが、本発明のアクチュエーターは、これに限定されず、例えば、光スイッチ、光アッテネータ等の他の光学デバイスに適用することも可能である。
また、前述した実施形態では、可動板を回動させる駆動部がムービングマグネット型の電磁駆動方式を採用した構成を例に説明したが、かかる駆動部は、ムービングコイル型の電磁駆動方式であってもよいし、また、静電駆動方式、圧電駆動方式等の電磁駆動方式以外の駆動方式を採用するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１‥‥光スキャナー ２‥‥基体 ２Ａ‥‥基体 ３‥‥支持体 ４‥‥駆動部 ９‥‥プロジェクター ２１‥‥可動板 ２１Ａ〜２１Ｄ‥‥可動板 ２１ａ、２１ｂ‥‥可動板 ２２‥‥支持部 ２３、２４‥‥連結部 ２３Ａ、２４Ａ‥‥連結部 ３１‥‥凹部 ３２‥‥板状部 ３３‥‥枠状部 ４１‥‥永久磁石 ４２‥‥コイル ５１‥‥窒化膜 ５２‥‥窒化膜 ５２Ａ‥‥窒化膜 ６１‥‥レジスト膜 ６２‥‥レジスト膜 ６２Ａ‥‥レジスト膜 ７１‥‥窒化膜 ７１Ａ‥‥窒化膜 ７２‥‥窒化膜 ７２Ａ‥‥窒化膜 ８１‥‥レジスト膜 ８１Ａ‥‥レジスト膜 ８２‥‥レジスト膜 ８２Ａ‥‥レジスト膜 ９１‥‥光源装置 ９２‥‥クロスダイクロイックプリズム ９３‥‥光スキャナー ９４‥‥光スキャナー ９５‥‥固定ミラー １０２‥‥シリコン基板 １０２Ａ‥‥シリコン基板 ２１１‥‥光反射部 ２１２‥‥本体部 ２１３〜２１６‥‥突出部 ２１３Ｃ〜２１６Ｃ‥‥突出部 ２１３Ｄ〜２１６Ｄ‥‥突出部 ２１８‥‥凹部 ２３１‥‥梁部材 ２３２‥‥梁部材 ２３３‥‥上面 ２３４‥‥下面 ２４１‥‥梁部材 ２４２‥‥梁部材 ２５１〜２５４‥‥欠損部 ２５１Ｃ〜２５４Ｃ‥‥欠損部 ２５１Ｄ〜２５４Ｄ‥‥欠損部 ３１１‥‥底面 ５２１‥‥開口 ６２１‥‥開口 ７１１‥‥開口 ７１２‥‥部分 ７１３‥‥部分 ７１４‥‥開口 ７２１‥‥開口 ７２２‥‥部分 ７２３‥‥部分 ７２４‥‥開口 ８１１‥‥開口 ８２１‥‥開口 ９１１‥‥赤色光源装置 ９１２‥‥青色光源装置 ９１３‥‥緑色光源装置 ２３１１‥‥上面 ２３１２‥‥下面 ２３１３、２３１４‥‥側面 ２３１５‥‥段差 ２３１６‥‥段差 ２３２１‥‥上面 ２３２２‥‥下面 ２３２３、２３２４‥‥側面 ２３２５‥‥段差 ２３２６‥‥段差 ｔ‥‥厚さ Ｌ‥‥光 Ｐ１、Ｐ２‥‥交点 Ｐ３‥‥角 Ｘ‥‥軸線 ＳＣ‥‥スクリーン Ｙ‥‥線分 Ｗ１、Ｗ２‥‥距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエーターとしては、捩り振動子を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
例えば、特許文献１には、可動板（可動部）と、支持枠（支持部）と、可動板を支持枠に対して捩り回動可能に支持する１対の弾性支持部（連結部）とを有し、各弾性支持部が２本の棒（梁部材）で構成された光偏向器が開示されている。
このような可動板、支持枠および１対の弾性支持部は、主面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより一体形成される。
【０００３】
また、特許文献１に係る光偏向器では、可動板が平面視にて八角形をなしている。このような平面視形状をなす可動板は、回動軸から離れた位置での可動板の重量を小さくし、慣性モーメントを低減できるという利点がある。
しかし、平面視形状が八角形をなす可動板は、その製造が難しいという問題があった。特に、このような可動板は、前述したような異方性エッチングを用いて製造した場合、結晶面との関係から、形状制御が難しく、形状のばらつきが大きくなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、製造における可動部の形状ばらつきを従来よりも小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができるアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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ーでは、所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このような本発明のアクチュエーターによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【０００７】
本発明のアクチュエーターでは、前記板厚方向からの平面視における前記可動部の外形は、主として、前記回動中心軸に平行な線分と、前記回動中心軸に対して垂直な線分とで構成されていることが好ましい。
これにより、製造における可動部の形状ばらつきを小さくすることができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部、前記支持部および前記連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより形成されたものであることが好ましい。
これにより、形状ばらつきを小さくして、可動部、支持部および連結部を容易に形成することができる。
【０００８】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部の板面は、シリコンの（１００）面で構成されていることが好ましい。
これにより、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、形状ばらつきを小さくして、可動部、支持部および連結部を容易に形成することができる。
【０００９】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部の側面は、主として、シリコンの（１１１）面で構成されていることが好ましい。
これにより、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、形状ばらつきを小さくして、可動部、支持部および連結部を容易に形成することができる。
【００１０】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部の側面には、前記可動部の板面に直交する断面においてＶ字状をなす溝が形成されていることが好ましい。
これにより、可動部の慣性モーメントを低減することができる。また、このような溝は、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、形状ばらつきを小さくして、可動部を容易に形成することができる。
【００１１】
本発明のアクチュエーターでは、前記連結部の表面は、シリコンの（１００）面および（１１１）面で構成されていることが好ましい。
これにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、形状ばらつきを小さくして、連結部を容易に形成することができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記連結部は、２つの梁状の梁部材を有することが好ましい。
これにより、連結部の長さを短くすることが出来るため、デバイス全体の大きさを小さくすることが出来る。
【００１２】
本発明のアクチュエーターでは、前記梁部材の前記回動中心軸に垂直な断面は、平行四辺形をなし、
前記２つの梁部材間の距離は、前記可動部の前記第１の面から前記第２の面に向けて漸増することが好ましい。
このような連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、平面視形状が十字状または四角形の四隅を矩形に欠いた形状をなす可動部とともに一括して容易に形成することができる。
【００１３】
本発明のアクチュエーターでは、前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、台形をなすことが好ましい。
このような連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、平面視形状が十字状または四角形の四隅を矩形に欠いた形状をなす可動部とともに一括して容易に形成することができる。
【００１４】
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記回動中心軸に対して対称な形状をなしていることが好ましい。
これにより、可動部の重心を可動部の回動中心軸上に位置させ、可動部の回動を円滑なものとすることができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記可動部の中心を通りかつ前記回動中心軸に対して垂直な線分に対して対称な形状をなしていることが好ましい。
これにより、可動部の設計が容易となる。
【００１５】
本発明のアクチュエーターは、所定の回動軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このような本発明のアクチュエーターによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【００１６】
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された光スキャナーによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【００１７】
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された光スキャナーによれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
【００１８】
本発明の画像形成装置は、光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された画像形成装置によれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。そのため、安価に、高品位な画像を得ることができる。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする。
このように構成された画像形成装置によれば、製造における可動部の形状ばらつきを小さくして、可動部の回動時の慣性モーメントを低減することができる。そのため、安価に、高品位な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す光スキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
【図４】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４の部分拡大断面図である。
【図６】図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図７】図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図８】図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。
【図９】図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのない場合）を説明するための図である。
【図１０】図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのある場合）を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る光スキャナーを示す平面図である。
【図１２】図１１中のＢ−Ｂ線部分拡大断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
【図１５】本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のアクチュエーター、光スキャナー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。なお、本実施形態では、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合を例に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の光スキャナーの第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光スキャナー（アクチュエーター）を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１に示す光スキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図、図４は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図４の部分拡大断面図である。図６は、図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図、図７は、図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図である。図８は、図１に示す光スキャナーの製造方法を説明する断面図、図９は、図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのない場合）を説明するための図、図１０は、図８（ｅ）に示すエッチング工程における連結部の形成（マスクずれのある場合）を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２、４〜１０中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２３】
図１に示すように、光スキャナー１は、振動系を有する基体２と、基体２を支持する支持体３と、基体２の振動系を振動させる駆動部４とを有する。
また、基体２は、光反射部２１１が設けられた可動板（可動部）２１と、可動板２１に連結する１対の連結部２３、２４と、１対の連結部２３、２４とを支持する支持部２２とを有している。支持部２２は連結部２３、２４を介して可動板２１を支持しているとも言え、１対の連結部２３、２４は可動板２１と支持部２２とを連結しているとも言える。
このような光スキャナー１では、駆動部４の駆動力により、各連結部２３、２４を捩り変形させながら、可動板２１を連結部２３、２４に沿った所定の軸（回動中心軸）まわりに回動させる。これにより、光反射部２１１で反射した光を所定の一方向に走査することができる。
【００２４】
以下、光スキャナー１を構成する各部を順次詳細に説明する。
［基体］
基体２は、前述したように、光反射部２１１が設けられた可動板２１と、可動板２１を支持する支持部２２と、可動板２１と支持部２２とを連結する１対の連結部２３、２４とを有する。
【００２５】
このような基体２は、シリコンを主材料として構成されており、可動板２１、支持部２２および連結部２３、２４が一体的に形成されている。より具体的には、基体２は、後に詳述するように、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより形成されたものである。このような異方性エッチングにより、シリコンの（１１１）面をエッチング停止層として利用して簡単かつ高精度に、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成することができる。なお、シリコン基板としては、一般的に単結晶シリコン基板が用いられる。
【００２６】
また、このような基体２の上面および下面は、それぞれ、シリコンの（１００）面で構成されている。また、支持部２２の内周面、可動板２１の側面、および、各連結部２３、２４の側面の軸線Ｘに平行な部分は、それぞれ、シリコンの（１１１）面で構成されている。
また、シリコンは軽量かつＳＵＳなみの剛性を有するため、基体２がシリコンを主材料として構成されていることにより、優れた振動特性を有する基体２が得られる。また、シリコンは後述するようにエッチングにより高精度な寸法精度で加工が可能であるので、シリコン基板を用いて基体２を形成することにより、所望の形状（所望の振動特性）を有する基体２を得ることができる。
【００２７】
以下、基体２についてさらに詳述する。
支持部２２は、図１に示すように、枠状をなしている。より具体的には、支持部２２は、四角環状をなしている。このような支持部２２は、１対の連結部２３、２４を介して可動板２１を支持する。なお、支持部２２の形状としては、１対の連結部２３、２４を介して可動板２１を支持することができれば、特に限定されず、例えば、各連結部２３、２４に対応して分割された形状をなしていてもよい。
このような支持部２２の内側には、可動板２１が設けられている。
【００２８】
可動板２１は、板状をなしている。また、本実施形態では、可動板２１は、可動板２１の板厚方向からの平面視にて、四角形（本実施形態では正方形）の４つの角部をそれぞれ欠損した形状（十字状）をなしている。これにより、可動板２１の上面の光反射部２１１の面積（光反射領域）を十分に確保しつつ、可動板２１の回動時の慣性モーメントを低減することができる。また、このような可動板２１は後に詳述するようにシリコン基板を異方性エッチングすることにより、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００２９】
より具体的に説明すると、図３に示すように、可動板２１は、本体部２１２と、この本体部２１２から軸線Ｘに平行な方向に両側へ突出する１対の突出部２１３、２１４と、本体部２１２から軸線Ｘに垂直な方向（線分Ｙに平行な方向）に両側に突出する１対の突出部２１５、２１６とで構成されている。これにより、可動板２１は、平面視にて十字状をなす。
【００３０】
そして、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１３と突出部２１５との間には、欠損部２５１が形成されている。また、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１３と突出部２１６との間には、欠損部２５２が形成されている。また、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１４と突出部２１６との間には、欠損部２５４が形成されている。また、可動板２１の外周に沿った方向における突出部２１４と突出部２１５との間には、欠損部２５３が形成されている。
【００３１】
言い換えると、可動板２１の板厚方向からの平面視において、可動板２１の外周に沿って、欠損部２５１、突出部２１３、欠損部２５２、突出部２１６、欠損部２５４、突出部２１４、欠損部２５３、突出部２１５がこの順で並んで設けられている。
また、欠損部２５１と欠損部２５２とは突出部２１３を介して対向している。また、欠損部２５２と欠損部２５４とは突出部２１６を介して対向している。また、欠損部２５３と欠損部２５４とは突出部２１４を介して対向している。また、欠損部２５１と欠損部２５３とは突出部２１５を介して対向している。
【００３２】
このような突出部２１３〜２１６および欠損部２５１〜２５４は、それぞれ、可動板２１の板厚方向からの平面視にて四角形をなしている。なお、図１、３では、各欠損部２５１〜２５４の平面視形状が正方形をなす状態を一例として図示している。また、突出部２１３〜２１６および欠損部２５１〜２５４の平面視形状の角部が丸み付けされていてもよい。なお、可動板２１の十字状の外形における角部には、所定の結晶面だけではなく複数の結晶面が現れるため角部は厳密には直角とならず、突出部２１３〜２１６および欠損部２５１〜２５４は厳密には四角形とならない場合がある。しかし、本実施形態においては、上記の状態を含めて各欠損部２５１〜２５４は四角形であるとみなす。
【００３３】
このような可動板２１の板厚方向からの平面視における外形は、主として、可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に平行な線分と、可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に対して垂直な線分（線分Ｙ）とで構成されている。これにより、後述するようにシリコン基板を異方性エッチングすることにより、可動板２１を簡単かつ高精度に形成することができる。なお、可動板２１の十字状の外形における角部には、所定の結晶面だけではなく複数の結晶面が現れる。従って、可動板２１の板厚方向からの平面視における角部の外形は軸線Ｘまたは線分Ｙに必ずしも平行な線分とならない場合がある。すなわち、可動板２１の板厚方向からの平面視における外形は、少なくとも上記の可動板２１の角部を除いて、軸線Ｘに平行な線分と線分Ｙに平行な線分とで構成されている。
【００３４】
また、可動板２１は、平面視にて可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に対して対称な形状をなしている。これにより、簡単に、可動板２１の重心を可動板２１の回動中心軸上に位置させ、可動板２１の回動を円滑なものとすることができる。
また、可動板２１は、平面視にて可動板２１の中心Ｐを通りかつ可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に対して垂直な線分Ｙに対して対称な形状をなしている。これにより、可動板の設計が容易となる。
【００３５】
また、可動板２１の板面は、シリコンの（１００）面で構成されている。これにより、後述するように板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を簡単かつ高精度に形成することができる。
また、可動板２１の側面は、主として、シリコンの（１１１）面で構成されている。これにより、後述するように板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を簡単かつ高精度に形成することができる。なお、可動板２１の板厚方向からの平面視における外形の角部においては、可動板２１の側面は（１１１）面以外の結晶面を含んでいる。従って、可動板２１の側面は、少なくとも当該角部における側面を除いて、シリコンの（１１１）面で構成されている。
【００３６】
また、可動板２１の側面には、可動板２１の板面に直交する横断面においてＶ字状をなす溝２１７が形成されている。これにより、可動板２１の慣性モーメントを低減することができる。また、このような溝は、板面が（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより、シリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、簡単かつ高精度に形成することができる。
【００３７】
また、可動板２１の板厚方向からの平面視における回動中心軸（軸線Ｘ）に対して垂直な方向（以下、「線分Ｙ方向」とも言う）での長さをＡとし、可動板２１の回動中心軸（軸線Ｘ）に平行な方向（以下、「軸線Ｘ方向」とも言う）での長さをＢとし、各欠損部２５１〜２５４の線分Ｙ方向に沿った長さをａとし、各欠損部２５１〜２５４の軸線Ｘ方向に沿った長さをｂとしたとき、下記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たす。
【００３８】
【数１】
【００３９】
上記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たすことにより、可動板２１の光反射部２１１の光反射に必要な面積を確保しつつ、可動板２１の回動時における慣性モーメントを効率的に低減することができる。
これに対し、長さａ、ｂが前記下限値未満であると、それぞれ、可動板２１の回動時における慣性モーメントを低減する効果が小さい傾向となる。そのため、可動板２１の厚さによっては、可動板２１の動撓みが大きくなり、光スキャナー１の光学特性を低下させる場合がある。
【００４０】
一方、長さａ、ｂが前記上限値を超えると、可動板２１の光反射部２１１の面積を効率的に用いることができず、光反射部２１１での反射光の強度が小さくなる傾向を示す。
なお、図３では、上記式（Ａ）、（Ｂ）を満たし、ａ、ｂをそれぞれ最大とした場合の可動板２１Ａ、ａ、ｂをそれぞれ最小とした場合の可動板２１Ｂをそれぞれ鎖線で示している。
【００４１】
以下、上記式（Ａ）、（Ｂ）について簡単に説明する。
図３に示すように平面視にて可動板２１に光Ｌの円形または楕円形のスポットが内接する場合、各欠損部２５１〜２５４が光Ｌのスポットの外側で面積が最大となるのは、ａ＝（１−１／√２）Ａ、ｂ＝（１−１／√２）Ｂである。
また、かかる場合、欠損部２５１〜２５４を形成する効果が発揮される範囲において、ａが最大となりｂが最小となるのは、軸線Ｘに対して３０°傾斜した線分と光Ｌのスポットの外周縁との交点Ｐ２に各欠損部２５１〜２５４の角Ｐ３が位置するときである。
【００４２】
また、かかる場合、欠損部２５１〜２５４を形成する効果が発揮される範囲において、ａが最小となりｂが最大となるのは、軸線Ｘに対して６０°傾斜した線分と光Ｌのスポットの外周縁との交点Ｐ１に各欠損部２５１〜２５４の角Ｐ３が位置するときである。
さらに、光Ｌとして通常用いられるレーザーのスポット径の有効範囲は、一般的にピーク輝度の１／ｅ２以上となる輝度の範囲とされる。したがって、その有効範囲が光反射部２１１内に収まっていれば、理想的な光反射を行うことができる。
【００４３】
ただし、実際のレーザーは、上記有効範囲の外側であっても、若干の光が存在し、ａ、ｂが上記値に対して若干小さかったり大きかったりしても、実使用上問題なく許容できる。
具体的には、上述したように求めたａ、ｂの許容値を−２０％以上＋２００％以下とすることができる。
以上のようなことから、上記式（Ａ）、（Ｂ）が得られる。
【００４４】
また、可動板２１は、上記長さＡおよびＢは、互いに等しくても異なっていてもよい。なお、図１では、Ａ＝Ｂの場合を図示している。
このような可動板２１の上面には、光反射性を有する光反射部２１１が設けられている。一方、可動板２１の下面には、後述する駆動部４の永久磁石４１が設けられている。なお、永久磁石４１については、後述する駆動部４の説明において詳述する。
【００４５】
各連結部２３、２４は、長手形状をなしており、弾性変形可能に構成されている。また、連結部２３および連結部２４は可動板２１を介して対向している。このような連結部２３、２４は、それぞれ、可動板２１を支持部２２に対して回動可能とするように、可動板２１と支持部２２とを連結している。１対の連結部２３、２４は、軸線Ｘに沿って同軸的に設けられており、この軸線Ｘを回動中心軸として、可動板２１が支持部２２に対して回動する。
【００４６】
本実施形態では、図１に示すように、連結部２３は、１対の梁部材２３１、２３２で構成されている。同様に、連結部２４は、１対の梁部材２４１、２４２で構成されている。 このように構成された連結部２３、２４は、連結部が１本で構成された場合よりも長さを短くすることが可能となり、光スキャナー１の板厚方向の平面視における面積を小さくすることができる。以下、連結部２３について代表的に説明し、連結部２４については、連結部２３と同様であるので、その説明を省略する。
【００４７】
各梁部材２３１、２３２は、軸線Ｘに沿って設けられているとともに、軸線Ｘを介して対向している。また、各梁部材２３１、２３２は、その横断面形状が平行四辺形をなしている。
より具体的には、各梁部材２３１、２３２の横断面の外形は、それぞれ、シリコンの（１００）に沿った１対の辺と、シリコンの（１１１）面に沿った１対の辺とで構成された平行四辺形をなしている。すなわち、梁部材２３１は、上面２３１１および下面２３１２がそれぞれシリコンの（１００）面で構成され、１対の側面２３１３、２３１４がそれぞれシリコンの（１１１）面で構成されている。同様に、梁部材２３２は、上面２３２１および下面２３２２がそれぞれシリコンの（１００）面で構成され、１対の側面２３２３、２３２４がそれぞれシリコンの（１１１）面で構成されている。ここで、側面２３１３、２３２４、２３２３、２３２４は、それぞれ、シリコンの（１１１）面で構成されているので、基体２の上面または下面（すなわちシリコンの（１００）面）に対する傾斜角θが５４．７３°となっている。このような横断面形状をなす各梁部材２３１、２３２は、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより簡単かつ確実に形成することができる。
【００４８】
このように連結部２３の外表面がシリコンの（１００）面および（１１１）面で構成されていると、後述するようにシリコンの（１１１）面をエッチングの停止層として利用し、簡単かつ高精度に連結部２３を形成することができる。
また、梁部材２３１、２３２は、軸線Ｘに平行な方向からみたときに（言い換えると、図５に示す断面でみたとき）、上下に延び軸線Ｘを通る線分に対して対称な形状をなしている。
【００４９】
また、図５に示す断面において、連結部２３全体の幅（梁部材２３１の側面２３１３と梁部材２３２の側面２３２３との面間距離）は、下側から上側に向けて拡がって（漸増して）いる。なお、連結部２３全体の幅とは、梁部材２３１と梁部材２３２とを合わせて連結部２３を一つの部材としてみなした時の幅であり、連結部２３を構成し、かつ回動中心軸に垂直な方向に回動中心軸から最も離れている２つの面の距離を示している。
【００５０】
また、図５に示す断面において、梁部材２３１と梁部材２３２との間の距離（隙間の幅）は、下側から上側に向けて拡がって（漸増して）いる。なお、梁部材２３１と梁部材２３２との間の距離とは、可動板２１の板面に平行な方向における、回動中心軸を挟んで互いに対向する梁部材２３１の面（側面２３１４）と梁部材２３２（側面２３２４）の面との距離を示している。
【００５１】
すなわち、１対の梁部材２３１、２３２間の距離は、可動板２１の回動中心軸に平行な方向からみたときに、可動板２１の一方の面側から他方の面側に向けて（本実施形態では下側から上側に向けて）漸増している。
このような連結部２３は、後述するようにシリコン基板を異方性エッチングすることにより、前述したような平面視形状をなす可動板２１と一括して簡単かつ高精度に形成することができる。
また、１対の梁部材２３１、２３２の下側の端同士の間の距離をＷ１とし、１対の梁部材２３１、２３２の可動板２１の厚さ方向での厚さをｔとしたとき、下記式（１）を満たす。
【００５２】
【数２】
【００５３】
後述に詳述するように、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板をその両面側から異方性エッチングするため、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成する際に、シリコン基板の両面に形成したマスクの形成位置がずれることがある。このように、シリコン基板の両面のマスクの形成位置がずれると、各梁部材２３１、２３２のシリコンの（１１１）面で構成されるべき１対の側面２３１３、２３１４、２３２３、２３２４に段差が生じてしまう。上記式（１）を満たすことにより、シリコン基板の両面に形成したマスクの形成位置がずれた場合に、一方の側面に形成された段差と、他方の側面に形成された段差とをシリコン基板の厚さ方向にずらすことができる（図１０参照）。そのため、可動板２１の回動時における各梁部材２３１、２３２に生じる応力集中を緩和することができる。
このようにして、光スキャナー１は、駆動時の応力集中による破損を比較的簡単に防止することができる。
また、１対の梁部材２３１、２３２の上側の端同士の間の距離をＷ２としたとき、下記式（２）を満たす。
【００５４】
【数３】
【００５５】
これにより、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板をその両面側から異方性エッチングすることにより、１対の梁部材２３１、２３２で構成された連結部２３を簡単かつ確実に形成することができる。
【００５６】
［支持体］
支持体３は、前述した基体２を支持する機能を有する。また、支持体３は、後述する駆動部４のコイル４２を支持する機能をも有する。
この支持体３は、上方に開放する凹部３１を有する箱状をなしている。言い換えると、支持体３は、板状をなす板状部３２と、その板状部３２の上面の外周部に沿って設けられた枠状をなす枠状部３３とで構成されている。
【００５７】
このような支持体３の上面のうち凹部３１の外側の部分、すなわち、枠状部３３の上面には、前述した基体２の支持部２２の下面が接合されている。これにより、基体２の可動板２１および１対の連結部２３、２４と支持体３との間には、可動板２１の回動を許容する空間が形成されている。
このような支持体３の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、石英ガラス、パイレックスガラス（「パイレックス」は登録商標）、テンパックスガラス等のガラス材料や、単結晶シリコン、ポリシリコン等のシリコン材料、ＬＴＣＣ（低温焼結セラミックス）等が挙げられる。
また、基体２と支持体３との接合方法としては、支持体３の構成材料、形状等に応じて適宜決められるものであり、特に限定されないが、接着剤を用いた方法、陽極接合法、直接接合法等が挙げられる。
【００５８】
［駆動部］
駆動部４は、永久磁石４１およびコイル４２を有し、前述した基体２の可動板２１を電磁駆動方式（より具体的にはムービングマグネット型の電磁駆動方式）により回動駆動させるものである。電磁駆動方式は、大きな駆動力を発生させることができる。そのため、電磁駆動方式を採用する駆動部４によれば、低駆動電圧化を図りつつ、可動板２１の振れ角を大きくすることができる。
【００５９】
永久磁石４１は、可動板２１の下面に例えば接着剤を介して固定されている。また、永久磁石４１は、長手形状をなしており、平面視にて軸線Ｘに対して直交する方向に延在するように設けられている。このような永久磁石４１は、長手方向に磁化しており、長手方向の一方側がＳ極、他方側がＮ極となっている。永久磁石４１を軸線Ｘに対して直交する方向に延在するように設けることにより、永久磁石４１の両端部を軸線Ｘから離れたところに位置させることができる。そのため、コイル４２が発生する磁界の作用により、可動板２１により大きなトルクを与えることができる。
【００６０】
このような永久磁石４１としては、特に限定されず、例えば、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの、硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。
コイル４２は、支持体３の凹部３１の底面３１１上に、可動板２１と対向するように設けられている。これにより、コイル４２が発生する磁界を永久磁石４１に効果的に作用させることができる。このコイル４２は、図示しない電源に電気的に接続されており、電源から周期的に変化する電圧（交番電圧、間欠的な直流等）が印加されるようになっている。
このような駆動部４によって、次のように可動板２１が回動する。
【００６１】
まず、図示しない電源によりコイル４２に例えば交番電圧を印加する。これにより、コイル４２の上側（可動板２１側）がＮ極、下側がＳ極となる第１の磁界と、コイル４２の上側がＳ極、下側がＮ極となる第２の磁界とが、交互にかつ周期的に発生する。
第１の電界では、永久磁石４１のＮ極側がコイル４２に引きつけられ、反対にＳ極側がコイル４２から遠ざかるように、可動板２１が軸線Ｘを中心に図２にて反時計回りに回動する（第１の状態）。反対に、第２の電界では、永久磁石４１のＳ極側がコイル４２に引きつけられ、反対にＮ極側がコイル４２から遠ざかるように、可動板２１が軸線Ｘを中心に図２にて時計回りに回動する（第２の状態）。このような第１の状態と第２の状態とが交互に繰り返され、可動板２１が軸線Ｘを中心に回動する。
【００６２】
（アクチュエーターの製造方法）
以上のような光スキャナー１は、例えば、次のようにして製造することができる。以下、本発明のアクチュエーターの製造方法の一例として、図６ないし図１０に基づいて、光スキャナー１の製造方法を説明する。また、図６ないし図８は、それぞれ、図２に対応する断面で示されており、図９および図１０は、それぞれ、図５に対応する断面で示されている。
光スキャナー１の製造方法は、基体２を形成する工程を有する。
基体２を形成する工程は、［Ａ］凹部２１８を形成する工程と、［Ｂ］可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成する工程とを有する。
【００６３】
以下、各工程を順次詳細に説明する。
［Ａ］凹部２１８を形成する工程
−Ａ１−
まず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０２を用意する。
このシリコン基板１０２は、後述するエッチングを経ることにより基体２となるものである。
具体的には、シリコン基板１０２は、その主面がシリコンの（１００）面で構成されたものである。
【００６４】
−Ａ２−
次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン基板１０２の上面上に窒化膜５１を形成するとともに、シリコン基板１０２の下面上に窒化膜５２を形成する。
この窒化膜５１、５２は、それぞれ、例えば、ＳｉＮで構成されている。
また、窒化膜５１、５２の形成方法は、ぞれぞれ、特に限定されないが、例えば、プラズマＣＶＤ等の気相成膜法を用いることができる。
また、窒化膜５１、５２の厚さは、特に限定されないが、０．０１μｍ以上０．２μｍ以下程度である。
なお、窒化膜５１、５２に代えて、ＳｉＯで構成された酸化膜を例えば熱酸化法により形成してもよい。
【００６５】
−Ａ３−
次に、図６（ｃ）に示すように、窒化膜５１上にレジスト膜６１を形成し、図６（ｄ）に示すように、窒化膜５２上にレジスト膜６２を形成する。
このレジスト膜６１、６２は、それぞれ、ポジ型またはネガ型のレジスト材料で構成されている。
−Ａ４−
次に、レジスト膜６２を露光および現像することにより、レジスト膜６２の凹部２１８の形成領域に対応した部分を除去する。これにより、図６（ｅ）に示すように、開口６２１を有するレジスト膜６２Ａを得る。
【００６６】
−Ａ５−
次に、レジスト膜６２Ａをマスクとして用いて、窒化膜５２の一部をエッチングにより除去する。これにより、図６（ｆ）に示すように、開口５２１を有する窒化膜５２Ａを得る。
上記エッチング（開口５２１の形成方法）としては、特に限定されないが、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００６７】
−Ａ６−
次に、レジスト膜６１、６２Ａを除去する。これにより、図６（ｇ）に示すように、シリコン基板１０２は、その上面が窒化膜５１で覆われ、下面が窒化膜５２Ａで覆われた状態となる。
レジスト膜６１、６２の除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００６８】
次に、窒化膜５２Ａをマスクとして用いて、シリコン基板１０２をエッチングする。これにより、図７（ａ）に示すように、凹部２１８を有するシリコン基板１０２Ａを得る。
上記エッチング（凹部２１８の形成方法）としては、特に限定されないが、後述する可動板２１、支持部２２等の形成のためのエッチングと同様、異方性エッチングが好適に用いられる。
かかる異方性エッチングは、特に限定されないが、例えば、ＫＯＨ水溶液等を用いたウェットエッチングにより行うことができる。
【００６９】
−Ａ８−
次に、窒化膜５１、５２Ａを除去する。これにより、図７（ｂ）に示すように、シリコン基板１０２Ａの上面および下面が露出した状態となる。
窒化膜５１、５２Ａの除去方法としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００７０】
［Ｂ］可動板２１、支持部２２等を形成する工程
−Ｂ１−
次に、図７（ｃ）に示すように、シリコン基板１０２Ａの上面上に窒化膜７１を形成するとともに、シリコン基板１０２Ａの下面上に窒化膜７２を形成する。
この窒化膜７１、７２は、それぞれ、例えば、ＳｉＮで構成されている。
【００７１】
また、窒化膜７１、７２の形成方法は、ぞれぞれ、特に限定されないが、上記工程Ａ２と同様、例えば、プラズマＣＶＤ等の気相成膜法を用いることができる。
また、窒化膜７１、７２の厚さは、特に限定されないが、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下程度である。
なお、窒化膜７１、７２に代えて、ＳｉＯで構成された酸化膜を例えば熱酸化法により形成してもよい。
【００７２】
−Ｂ２−
次に、図７（ｄ）に示すように、窒化膜７１上にレジスト膜８１を形成する。
このレジスト膜８１は、ポジ型またはネガ型のレジスト材料で構成されている。
−Ｂ３−
次に、レジスト膜８１を露光および現像することにより、レジスト膜８１の可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４の形成領域に対応した部分が残存するように、レジスト膜８１の一部を除去する。これにより、図７（ｅ）に示すように、開口８１１を有するレジスト膜８１Ａを得る。なお、図７（ｅ）では図示しないが、レジスト膜８１Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の上端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
【００７３】
−Ｂ４−
次に、レジスト膜８１Ａをマスクとして用いて、窒化膜７１の一部をエッチングにより除去する。これにより、図７（ｆ）に示すように、開口７１１を有する窒化膜７１Ａを得る。なお、図７（ｆ）では図示しないが、窒化膜７１Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の上端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
上記エッチング（開口７１１の形成方法）としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００７４】
−Ｂ５−
次に、レジスト膜８１Ａを除去する。これにより、図７（ｇ）に示すように、シリコン基板１０２Ａは、その上面が窒化膜７１Ａで覆われ、下面が窒化膜７２で覆われた状態となる。
レジスト膜８１Ａの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００７５】
−Ｂ６−
次に、図８（ａ）に示すように、窒化膜７２上にレジスト膜８２を形成する。
このレジスト膜８２は、ポジ型またはネガ型のレジスト材料で構成されている。
−Ｂ７−
次に、レジスト膜８２を露光および現像することにより、レジスト膜８２の可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４の形成領域に対応した部分が残存するように、レジスト膜８２の一部を除去する。これにより、図８（ｂ）に示すように、開口８２１を有するレジスト膜８２Ａを得る。なお、図８（ｂ）では図示しないが、レジスト膜８２Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の下端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
【００７６】
−Ｂ８−
次に、レジスト膜８２Ａをマスクとして用いて、窒化膜７２の一部をエッチングにより除去する。これにより、図８（ｃ）に示すように、開口７２１を有する窒化膜７２Ａを得る。なお、図８（ｃ）では図示しないが、窒化膜７２Ａには、１対の梁部材２３１、２３２の下端同士の間の隙間に対応して形成された開口も形成されている。
上記エッチング（開口７２１の形成方法）としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング等が挙げられる。
【００７７】
−Ｂ９−
次に、レジスト膜８２Ａを除去する。これにより、図８（ｄ）に示すように、シリコン基板１０２Ａは、その上面が窒化膜７１Ａで覆われ、下面が窒化膜７２Ａで覆われた状態となる。
レジスト膜８２Ａの除去方法としては、特に限定されないが、例えば、硫酸による洗浄、Ｏ２アッシング等が挙げられる。
【００７８】
−Ｂ１０−
次に、窒化膜７１Ａ、７２Ａをマスクとして用いて、シリコン基板１０２Ａを異方性エッチングする。これにより、図８（ｅ）に示すように、基体２を得る。すなわち、本工程の異方性エッチングでは、第１のマスクである窒化膜７２Ａと第２のマスクである窒化膜７１Ａとを介してシリコン基板１０２Ａをその両面側から異方性エッチングすることにより、可動板２１、支持部２２および１対の連結部２３、２４を形成する。
【００７９】
上記異方性エッチング（基体２の形成方法）は、特に限定されないが、例えば、ＫＯＨ水溶液等を用いたウェットエッチングにより行うことができる。
ここで、かかる異方性エッチングによる連結部２３の形成について詳述する。なお、連結部２４の形成については、連結部２３の形成と同様であるので、その説明を省略する。
図９に示すように、マスク（第２のマスク）として用いる窒化膜７１Ａは、連結部２３の梁部材２３１の上面の形成領域に対応して形成された部分７１２と、連結部２３の梁部材２３２の上面の形成領域に対応して形成された部分７１３とを有し、部分７１２と部分７１３との間には、開口（第２の開口）７１４が形成されている。この開口７１４は、１対の梁部材２３１、２３２の上端同士の間の隙間に対応して形成されている。
【００８０】
また、マスク（第１のマスク）として用いる窒化膜７２Ａは、連結部２３の梁部材２３１の下面の形成領域に対応して形成された部分７２２と、連結部２３の梁部材２３２の下面の形成領域に対応して形成された部分７２３とを有し、部分７２２と部分７２３との間には、開口７２４（第１の開口）が形成されている。この開口７２４は、１対の梁部材２３１、２３２の下端同士の間の隙間に対応して形成されている。
ここで、開口７２４の幅をＷｍ１とし、シリコン基板１０２Ａの厚さをＴとしたときに、下記式（３）の関係を満たす。
【００８１】
【数４】
【００８２】
このような関係式を満たすことにより、第１のマスクである窒化膜７２Ａと第２のマスクである窒化膜７１Ａとの位置関係がずれ、それにより、各梁部材２３１、２３２のシリコンの（１１１）面で構成されるべき１対の側面に段差が生じても、一方の側面に形成された段差と、他方の側面に形成された段差とをシリコン基板の厚さ方向にずらすことができる。そのため、得られたアクチュエーターにおいて、可動板２１の回動時における各梁部材２３１、２３２に生じる応力集中を緩和することができる。
開口７１４の幅をＷｍ２としたとき、下記式（４）を満たす。
【００８３】
【数５】
【００８４】
これにより、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板１０２Ａをその両面側から異方性エッチングすることにより、１対の梁部材２３１、２３２で構成された連結部２３を簡単かつ確実に形成することができる。
以下、本工程の異方性エッチングにおける段差の発生について詳述する。
本工程における異方性エッチングに際し、マスクとして用いる窒化膜７１Ａ、７２Ａの形成位置がずれていない場合、図９（ａ）〜図９（ｄ）に示すように、開口７１１、７１４を介してシリコン基板１０２Ａの上面がエッチングされるとともに、開口７２１、７２４を介してシリコン基板１０２Ａの下面がエッチングされていき、１対の梁部材２３１、２３２が形成される。
【００８５】
この場合、開口７１４および開口７２４の幅方向での中心位置が互いに幅方向で一致しているので、図９（ｄ）に示すように、各梁部材２３１、２３２の各側面は、段差のない、シリコンの（１１１）面で構成された一定の傾斜面となる。
一方、本工程における異方性エッチングに際し、マスクとして用いる窒化膜７１Ａ、７２Ａの形成位置がずれている場合、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に示すように、開口７１１、７１４を介してシリコン基板１０２Ａの上面がエッチングされるとともに、開口７２１、７２４を介してシリコン基板１０２Ａの下面がエッチングされていき、１対の梁部材２３１、２３２が形成される。
【００８６】
この場合、開口７１４および開口７２４の幅方向での中心位置が互いに幅方向で異なるので、図１０（ｄ）に示すように、梁部材２３１の一方の側面には段差２３１５が形成され、梁部材２３１の他方の側面には段差２３１６が形成される。また、これと同様に、梁部材２３２の一方の側面には段差２３２５が形成され、梁部材２３２の他方の側面には段差２３２６が形成される。
【００８７】
段差２３１６は、前述したようにマスクとして用いる窒化膜７２Ａの開口７２４の幅が前記式（３）を満たすように形成されているため、シリコン基板１０２Ａの厚さ方向での中央よりも窒化膜７２Ａ側（下側）に形成される。
これに対し、段差２３１５は、窒化膜７１Ａの開口７１１および窒化膜７２Ａの開口７２１の幅はシリコン基板１０２Ａの厚さに対して大きすぎるため、シリコン基板１０２Ａの厚さ方向での中央に形成される。
【００８８】
そのため、段差２３１５と段差２３１６とはシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が異なっている。同様に、段差２３２５と段差２３２６とはシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が異なっている。
このように、段差２３１５と段差２３１６とがシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が異なるため、可動板２１の回動時に梁部材２３１の厚さ方向での中央部に応力が集中するのを防止または抑制することができる。同様に、可動板２１の回動時に梁部材２３２の厚さ方向での中央部に応力が集中するのを防止または抑制することができる。その結果、駆動時の応力集中による連結部２３の破損を防止することができる。同様に、駆動時の応力集中による連結部２４の破損を防止することができる。
【００８９】
仮に、開口７２４の幅が前記式（３）を満たしていないと、段差２３１５、２３１６、２３２５、２３２６はいずれもシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での中央の位置に形成されることとなる。すなわち、段差２３１５、２３１６、２３２５、２３２６は互いにシリコン基板１０２Ａの厚さ方向での位置が同じになる。そのため、駆動時における応力集中による破損するおそれがある。
【００９０】
−Ｂ１１−
次に、窒化膜７１Ａ、７２Ａを除去する。これにより、図８（ｆ）に示すように、基体２の上面および下面が露出した状態となる。
窒化膜７１Ａ、７２Ａの除去方法としては、特に限定されないが、上記工程Ａ５と同様、例えば、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）、ＣＦ４を用いたドライエッチング、熱りん酸によるウェットプロセス等が挙げられる。
また、必要に応じて、基体２の角部を丸める処理を行う。
【００９１】
かかる処理（丸め処理）は、特に限定されないが、例えば、フッ酸と硝酸と酢酸（または水）とによる等方性エッチング、熱処理（減圧下、１０００〜１２００℃程度、Ｈ２を導入したＡｒ雰囲気下）等が挙げられる。
次に、図８（ｇ）に示すように、可動板２１の下面に、接着剤を介して永久磁石４１を固定する。なお、可動板２１の下面に、接着剤を介して硬磁性体を固定し、その後、この硬磁性体を着磁することにより、永久磁石４１としてもよい。
【００９２】
また、可動板２１の上面に、金属膜を形成し、光反射部２１１を形成する。この金属膜の形成方法としては、特に限定されず、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。
また、図示しないが、支持体３上にコイル４２を設け、支持体３と基体２とを接合する。
以上の工程により、光スキャナー１が得られる。
【００９３】
以上説明したような光スキャナー１の製造方法によれば、前記式（３）を満たすので、得られた光スキャナー１（アクチュエーター）において、可動板２１の回動時における各梁部材２３１、２３２、２４１、２４２に生じる応力集中を緩和することができる。
以上説明したような第１実施形態に係る光スキャナー１（アクチュエーター）によれば、可動板２１が平面視にて十字状をなしているので、可動板２１の光反射領域を確保しながら、可動板２１の回動時の慣性モーメントを低減することができる。
また、各連結部２３、２４の横断面が可動板２１の一方の面側から他方の面側に向けて幅が漸増しているので、シリコン基板を異方性エッチングすることにより、可動板２１および１対の連結部２３、２４を簡単かつ高精度に形成することができる。
【００９４】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係る光スキャナーを示す平面図、図１２は、図１１中のＢ−Ｂ線部分拡大断面図である。
以下、第２実施形態の光スキャナーについて、前述した実施形態の光スキャナー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。
【００９５】
第２実施形態の光スキャナーは、連結部の横断面形状が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の光スキャナー１Ａは、図１１に示すように、振動系を有する基体２Ａを有している。基体２Ａは、可動板２１と、支持部２２と、可動板２１を支持部２２に対して回動可能に連結する１対の連結部２３Ａ、２４Ａとを有する。
【００９６】
以下、連結部２３について代表的に説明し、連結部２４については、連結部２３と同様であるので、その説明を省略する。
連結部２３Ａは、軸線Ｘに沿って設けられている。また、連結部２３Ａは、その横断面形状が台形をなしている。
より具体的には、連結部２３Ａは、軸線Ｘに平行な方向からみたときに（言い換えると、図１２に示す断面でみたとき）、上下に延び軸線Ｘを通る線分に対して対称（図１２にて左右対称）な形状をなしている。
【００９７】
また、図１２に示す断面において、連結部２３Ａ全体の幅は、下側から上側に向けて拡がっている。
また、連結部２３Ａの横断面の外形は、シリコンの（１００）に沿った１対の辺と、シリコンの（１１１）面に沿った１対の辺とで構成されている。すなわち、連結部２３Ａは、上面２３３および下面２３４がそれぞれシリコンの（１００）面で構成され、１対の側面２３５、２３６がそれぞれシリコンの（１１１）面で構成されている。ここで、側面２３５、２３６は、それぞれ、上面２３３または下面２３４に対する傾斜角θが５４．７３°となっている。このような横断面形状をなす連結部２３Ａは、前述した第１実施形態の連結部２３と同様、板面がシリコンの（１００）面で構成されたシリコン基板を異方性エッチングすることにより簡単かつ高精度に形成することができる。
以上説明したような第２実施形態の光スキャナー１Ａによっても、光反射領域を確保しながら可動板の回動時の慣性モーメントを低減するとともに、可動板および１対の連結部の寸法精度を簡単に優れたものとすることができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第３実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
以下、第３実施形態の光スキャナーについて、前述した実施形態の光スキャナー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。
【００９９】
第３実施形態の光スキャナーは、可動板の平面視形状が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の光スキャナーに備えられた可動板２１Ｃは、図１３に示すように、本体部２１２Ｃと、この本体部２１２Ｃから軸線Ｘ方向に両側へ突出する１対の突出部２１３Ｃ、２１４Ｃと、本体部２１２から線分Ｙ方向に両側に突出する１対の突出部２１５Ｃ、２１６Ｃとで構成されている。これにより、可動板２１Ｃは、平面視にて十字状をなす。
【０１００】
そして、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１３Ｃと突出部２１５Ｃとの間には、欠損部２５１Ｃが形成されている。また、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１３Ｃと突出部２１６Ｃとの間には、欠損部２５２Ｃが形成されている。また、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１４Ｃと突出部２１６Ｃとの間には、欠損部２５４Ｃが形成されている。また、可動板２１Ｃの外周に沿った方向における突出部２１４Ｃと突出部２１５Ｃとの間には、欠損部２５３Ｃが形成されている。
【０１０１】
本実施形態では、可動板２１Ｃは、板厚方向からの平面視にて軸線Ｘに対して対称となるように形成されているが、当該平面視にて線分Ｙに対して非対称となるように形成されている。なお、以下では、欠損部２５１Ｃ、２５３Ｃについて代表的に説明するが、欠損部２５２Ｃ、２５４Ｃについても同様である。
より具体的に説明すると、欠損部２５１の線分Ｙ方向に沿った長さをａ１とし、欠損部２５１Ｃの軸線Ｘ方向に沿った長さをｂ１としたとき、ａ１＜ｂ１の関係を満たす。すなわち、欠損部２５１Ｃは、軸線Ｘ方向に沿った長さが線分Ｙ方向に沿った長さよりも長い長方形をなしている。これにより、可動板２１Ｃの軸線Ｘから遠位の端部の質量を効率的に低減することができる。そのため、可動板２１Ｃの回動時の慣性モーメントを効果的に抑えることができる。
【０１０２】
同様に、欠損部２５３Ｃの線分Ｙ方向での長さをａ３とし、欠損部２５３Ｃの軸線Ｘ方向での長さをｂ３としたとき、ａ３＜ｂ３の関係を満たす。すなわち、欠損部２５３Ｃは、軸線Ｘ方向の長さが線分Ｙ方向での長さよりも長い長方形をなしている。これにより、可動板２１Ｃの軸線Ｘから遠位の端部の質量を効率的に低減することができる。そのため、可動板２１Ｃの回動時の慣性モーメントを効果的に抑えることができる。
【０１０３】
また、ａ１＞ａ３、かつ、ｂ１＞ｂ３の関係を満たす。これにより、軸線Ｘ軸に対して傾斜させて光を光反射部２１１に入射させる場合に、光反射領域を効率的に確保することができる。
また、この可動板２１Ｃにおいても、可動板２１Ｃの平面視における線分Ｙ方向での長さをＡとし、可動板２１Ｃの軸線Ｘ方向での長さをＢとし、各欠損部２５１Ｃ〜２５４Ｃの線分Ｙ方向での長さをａとし、各欠損部２５１Ｃ〜２５４Ｃの軸線Ｘ方向での長さをｂとしたとき、前記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たす。
以上説明したような第３実施形態の光スキャナーによっても、光反射領域を確保しながら可動板の回動時の慣性モーメントを低減するとともに、可動板および１対の連結部の寸法精度を簡単に優れたものとすることができる。
【０１０４】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図１４は、本発明の第４実施形態に係るスキャナーに備えられた可動板を説明するための平面図である。
以下、第４実施形態の光スキャナーについて、前述した実施形態の光スキャナー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。
【０１０５】
第４実施形態の光スキャナーは、可動板の平面視形状が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
本実施形態の光スキャナーに備えられた可動板２１Ｄは、図１４に示すように、本体部２１２Ｄと、この本体部２１２Ｄから軸線Ｘ方向に両側へ突出する１対の突出部２１３Ｄ、２１４Ｄと、本体部２１２から線分Ｙ方向に両側に突出する１対の突出部２１５Ｄ、２１６Ｄとで構成されている。これにより、可動板２１Ｄは、平面視にて十字状をなす。
【０１０６】
そして、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１３Ｄと突出部２１５Ｄとの間には、欠損部２５１Ｄが形成されている。また、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１３Ｄと突出部２１６Ｄとの間には、欠損部２５２Ｄが形成されている。また、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１４Ｄと突出部２１６Ｄとの間には、欠損部２５４Ｄが形成されている。また、可動板２１Ｄの外周に沿った方向における突出部２１４Ｄと突出部２１５Ｄとの間には、欠損部２５３Ｄが形成されている。
【０１０７】
本実施形態では、可動板２１Ｄは、平面視にて軸線Ｘに対して非対称となるように形成され、平面視にて線分Ｙに対して対称となるように形成されている。なお、以下では、欠損部２５１Ｄ、２５２Ｄについて代表的に説明するが、欠損部２５３Ｄ、２５４Ｄについても同様である。
より具体的に説明すると、欠損部２５１Ｄの線分Ｙ方向での長さをａ１とし、欠損部２５１Ｄの軸線Ｘ方向での長さをｂ１としたとき、ａ１＜ｂ１の関係を満たす。すなわち、欠損部２５１Ｄは、軸線Ｘ方向の長さが線分Ｙ方向での長さよりも長い長方形をなしている。これにより、可動板２１Ｄの軸線Ｘから遠位の端部の質量を効率的に低減することができる。そのため、可動板２１Ｄの回動時の慣性モーメントを効果的に抑えることができる。
【０１０８】
一方、欠損部２５２Ｄの線分Ｙ方向での長さをａ２とし、欠損部２５２Ｄの軸線Ｘ方向での長さをｂ２としたとき、ａ２＞ｂ２の関係を満たす。これにより、欠損部２５２Ｄの平面視での面積が欠損部２５１Ｄの平面視での面積より大きくても、可動板２１Ｄの重心が軸線Ｘからずれるのを防止または抑制することができる。そのため、可動板２１Ｄの回動を円滑なものとすることができる。なお、本実施形態では、ａ１×ｂ１＜ａ２×ｂ２の関係を満たす。
【０１０９】
また、この可動板２１Ｄにおいても、可動板２１Ｄの平面視における線分Ｙ方向での長さをＡとし、可動板２１Ｄの軸線Ｘ方向での長さをＢとし、各欠損部２５１Ｄ〜２５４Ｄの線分Ｙ方向での長さをａとし、各欠損部２５１Ｄ〜２５４Ｄの軸線Ｘ方向での長さをｂとしたとき、前記式（Ａ）、（Ｂ）をそれぞれ満たす。
以上説明したような第４実施形態の光スキャナーによっても、光反射領域を確保しながら可動板の回動時の慣性モーメントを低減するとともに、可動板および１対の連結部の寸法精度を簡単に優れたものとすることができる。
以上説明したような光スキャナーは、例えば、プロジェクター、レーザープリンター、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。
【０１１０】
（画像形成装置）
ここで、図１５に基づいて、本発明の画像形成装置の一例を説明する。
図１５は、本発明の画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。なお、以下では、説明の便宜上、スクリーンＳＣの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。
【０１１１】
プロジェクター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対の本発明の光スキャナー９３、９４（例えば、光スキャナー１と同様の構成の光スキャナー）と、固定ミラー９５とを有している。
光源装置９１は、赤色光を照出する赤色光源装置９１１と、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３とを備えている。
【０１１２】
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、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。
このようなプロジェクター９は、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから、図示しないホストコンピューター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、この合成された光が、光スキャナー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ＳＣ上でカラー画像を形成するように構成されている。
ここで、光スキャナー９３、９４の光走査について具体的に説明する。
【０１１３】
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、光スキャナー９３によって横方向に走査される（主走査）。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナー９４によってさらに縦方向に走査される（副走査）。これにより、２次元カラー画像をスクリーンＳＣ上に形成することができる。このような光スキャナー９３、９４として本発明の光スキャナーを用いることで、極めて優れた描画特性を発揮することができる。
【０１１４】
ただし、プロジェクター９としては、光スキャナーにより光を走査し、対象物に画像を形成するように構成されていれば、これに限定されず、例えば、固定ミラー９５を省略してもよい。
このように構成されたプロジェクター９によれば、前述した光スキャナー１と同様の構成の光スキャナー９３、９４を備えるので、安価に、高品位な画像を得ることができる。
【０１１５】
以上、本発明のアクチュエーター、光スキャナー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ー、光スキャナーおよび画像形成装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、可動板が平面視において回動中心軸およびそれに垂直な線分の少なくとも一方に対して対称な形状をなす場合を説明したが、これに限定されず、可動板が平面視において回動中心軸およびそれに垂直な線分のいずれに対しても非対称な形状をなしていてもよい。
【０１１６】
また、前述した実施形態では、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合を例に説明したが、本発明のアクチュエーターは、これに限定されず、例えば、光スイッチ、光アッテネータ等の他の光学デバイスに適用することも可能である。
また、前述した実施形態では、可動板を回動させる駆動部がムービングマグネット型の電磁駆動方式を採用した構成を例に説明したが、かかる駆動部は、ムービングコイル型の電磁駆動方式であってもよいし、また、静電駆動方式、圧電駆動方式等の電磁駆動方式以外の駆動方式を採用するものであってもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１‥‥光スキャナー ２‥‥基体 ２Ａ‥‥基体 ３‥‥支持体 ４‥‥駆動部 ９‥‥プロジェクター ２１‥‥可動板 ２１Ａ〜２１Ｄ‥‥可動板 ２１ａ、２１ｂ‥‥可動板 ２２‥‥支持部 ２３、２４‥‥連結部 ２３Ａ、２４Ａ‥‥連結部 ３１‥‥凹部 ３２‥‥板状部 ３３‥‥枠状部 ４１‥‥永久磁石 ４２‥‥コイル ５１‥‥窒化膜 ５２‥‥窒化膜 ５２Ａ‥‥窒化膜 ６１‥‥レジスト膜 ６２‥‥レジスト膜 ６２Ａ‥‥レジスト膜 ７１‥‥窒化膜 ７１Ａ‥‥窒化膜 ７２‥‥窒化膜 ７２Ａ‥‥窒化膜 ８１‥‥レジスト膜 ８１Ａ‥‥レジスト膜 ８２‥‥レジスト膜 ８２Ａ‥‥レジスト膜 ９１‥‥光源装置 ９２‥‥クロスダイクロイックプリズム ９３‥‥光スキャナー ９４‥‥光スキャナー ９５‥‥固定ミラー １０２‥‥シリコン基板 １０２Ａ‥‥シリコン基板 ２１１‥‥光反射部 ２１２‥‥本体部 ２１３〜２１６‥‥突出部 ２１３Ｃ〜２１６Ｃ‥‥突出部 ２１３Ｄ〜２１６Ｄ‥‥突出部 ２１８‥‥凹部 ２３１‥‥梁部材 ２３２‥‥梁部材 ２３３‥‥上面 ２３４‥‥下面 ２４１‥‥梁部材 ２４２‥‥梁部材 ２５１〜２５４‥‥欠損部 ２５１Ｃ〜２５４Ｃ‥‥欠損部 ２５１Ｄ〜２５４Ｄ‥‥欠損部 ３１１‥‥底面 ５２１‥‥開口 ６２１‥‥開口 ７１１‥‥開口 ７１２‥‥部分 ７１３‥‥部分 ７１４‥‥開口 ７２１‥‥開口 ７２２‥‥部分 ７２３‥‥部分 ７２４‥‥開口 ８１１‥‥開口 ８２１‥‥開口 ９１１‥‥赤色光源装置 ９１２‥‥青色光源装置 ９１３‥‥緑色光源装置 ２３１１‥‥上面 ２３１２‥‥下面 ２３１３、２３１４‥‥側面 ２３１５‥‥段差 ２３１６‥‥段差 ２３２１‥‥上面 ２３２２‥‥下面 ２３２３、２３２４‥‥側面 ２３２５‥‥段差 ２３２６‥‥段差 ｔ‥‥厚さ Ｌ‥‥光 Ｐ１、Ｐ２‥‥交点 Ｐ３‥‥角 Ｘ‥‥軸線 ＳＣ‥‥スクリーン Ｙ‥‥線分 Ｗ１、Ｗ２‥‥距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とするアクチュエーター。
【請求項２】
前記板厚方向からの平面視における前記可動部の外形は、主として、前記回動中心軸に平行な線分と、前記回動中心軸に対して垂直な線分とで構成されている請求項１に記載のアクチュエーター。
【請求項３】
前記可動部、前記支持部および前記連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより形成されたものである請求項１または２に記載のアクチュエーター。
【請求項４】
前記可動部の板面は、シリコンの（１００）面で構成されている請求項３に記載のアクチュエーター。
【請求項５】
前記可動部の側面は、主として、シリコンの（１１１）面で構成されている請求項３または４に記載のアクチュエーター。
【請求項６】
前記可動部の側面には、前記可動部の板面に直交する断面においてＶ字状をなす溝が形成されている請求項５に記載のアクチュエーター。
【請求項７】
前記連結部の表面は、シリコンの（１００）面および（１１１）面で構成されている請求項３ないし６のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項８】
前記連結部は、２つの梁状の梁部材を有する請求項１ないし７のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項９】
前記梁部材の前記回動中心軸に垂直な断面は、平行四辺形をなし、
前記２つの梁部材間の距離は、前記可動部の前記第１の面から前記第２の面に向けて漸増する請求項８に記載のアクチュエーター。
【請求項１０】
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、台形をなす請求項１ないし７のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項１１】
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記回動中心軸に対して対称な形状をなしている請求項１ないし１０のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項１２】
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記可動部の中心を通りかつ前記回動中心軸に対して垂直な線分に対して対称な形状をなしている請求項１ないし１１のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項１３】
所定の回動軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とするアクチュエーター。
【請求項１４】
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする光スキャナー。
【請求項１５】
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする光スキャナー。
【請求項１６】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とするアクチュエーター。
【請求項２】
前記板厚方向からの平面視における前記可動部の外形は、主として、前記回動中心軸に平行な線分と、前記回動中心軸に対して垂直な線分とで構成されている請求項１に記載のアクチュエーター。
【請求項３】
前記可動部、前記支持部および前記連結部は、シリコン基板を異方性エッチングすることにより形成されたものである請求項１または２に記載のアクチュエーター。
【請求項４】
前記可動部の板面は、シリコンの（１００）面で構成されている請求項３に記載のアクチュエーター。
【請求項５】
前記可動部の側面は、主として、シリコンの（１１１）面で構成されている請求項３または４に記載のアクチュエーター。
【請求項６】
前記可動部の側面には、前記可動部の板面に直交する断面においてＶ字状をなす溝が形成されている請求項５に記載のアクチュエーター。
【請求項７】
前記連結部の表面は、シリコンの（１００）面および（１１１）面で構成されている請求項３ないし６のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項８】
前記連結部は、２つの梁状の梁部材を有する請求項１ないし７のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項９】
前記梁部材の前記回動中心軸に垂直な断面は、平行四辺形をなし、
前記２つの梁部材間の距離は、前記可動部の前記第１の面から前記第２の面に向けて漸増する請求項８に記載のアクチュエーター。
【請求項１０】
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、台形をなす請求項１ないし７のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項１１】
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記回動中心軸に対して対称な形状をなしている請求項１ないし１０のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項１２】
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて前記可動部の中心を通りかつ前記回動中心軸に対して垂直な線分に対して対称な形状をなしている請求項１ないし１１のいずれかに記載のアクチュエーター。
【請求項１３】
所定の回動軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とするアクチュエーター。
【請求項１４】
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする光スキャナー。
【請求項１５】
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする光スキャナー。
【請求項１６】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記板厚方向からの平面視にて十字状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
光を出射する光源と、
前記光源からの光を走査する光スキャナーと、を備え、
前記光スキャナーは、
光反射性を有する光反射部と、
前記光反射部を備え、かつ所定の回動中心軸まわりに回動可能な板状の可動部と、
前記可動部に連結し、かつ前記可動部の回動に伴って捩り変形する連結部と、
前記連結部を支持する支持部と、を有し、
前記可動部は、前記可動部の板厚方向からの平面視にて四角形の四隅の部分をそれぞれ矩形に欠いた形状をなし、
前記連結部の前記回動中心軸に垂直な断面は、前記可動部の第１の面から前記第１の面に対向する第２の面に向けて幅が漸増する形状をなすことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２１８０９８（Ｐ２０１２−２１８０９８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８４８３９（Ｐ２０１１−８４８３９）
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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