致动器制造技术

一种致动器（１００）包括：一对彼此相间隔的驱动部（１，１１）；在驱动部之间设置的活动部（２）；一对用于支撑驱动部（１，１１）和活动部（２）的支撑部（３，３）；一对第一弹性连接部（４，４），第一弹性连接部将驱动部分别连接到支撑部（３，３），以便每个驱动部能够相对于支撑部（３，３）旋转；和一对第二弹性连接部（５，５），第二弹性连接部将活动部分别连接到驱动部，这样活动部能够根据驱动部（１，１１）的旋转而旋转。在这种情况中，通过施加交流电压，驱动部的每个围绕致动器的旋转中心轴（４１）旋转，从而活动部围绕致动器的旋转中心轴旋转。此外，第一弹性连接部的每个的扭转刚度大于第二弹性连接部的每个的扭转刚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种致动器；更具体地说，本专利技术涉及一种采用两自由度振动系统类型的致动器。
技术介绍
例如，已知一种多角镜(旋转多面体)，作为设置在激光打印机中的致动器。在这种打印机中，为了获得更高分辨率和更高质量的打印输出，以及更快速度的打印，需要以更高的速度旋转多角镜。目前，空气轴承被用于稳定地高速旋转多角镜。然而，存在一个问题很难以比目前可获得的速度更快地旋转多角镜。此外，虽然需要更大的电机用于以更高的速度旋转多角镜，使用这种更大的电机引起了另一个问题很难减小其中使用多角镜的装置的尺寸。此外，使用这种多角镜引起了另一个问题装置的结构必然会变得复杂，从而导致制造成本的增加。另一方面，自从致动器领域中研制的早期阶段，已经提出了如图8所示的单自由度扭转振动器。由于这种振动器使用彼此平行布置的平坦电极，因此它可具有十分简单的结构(例如，参见K.E.Pelersen″″，IBMJ，Res.Develop.，Vol.24(1980)，P.631)。此外，还提出了一种通过修改上述扭转振动器以具有悬臂结构而获得的单自由度静电驱动型振动器(例如参见Kawamura et al.″Research in micromechanics using Si″，Proceedings of the Japan Society for Precision Engineering AutumnConference(1986)，P.753)。图8显示了这种单自由度静电驱动型扭转振动器。在图8中所示的扭转振动器中，由单晶硅制成的活动电极板1300在其端部固定部1300a处，通过隔离片1200，被固定到玻璃基片1000的两端。活动电极板1300包括通过较窄扭转条1300b由端部固定部1300a支撑的活动电极部1300c。此外，固定电极1400被设置在玻璃基片1000上以便通过预定电极间隔与活动电极部1300c相对。具体而言，固定电极1400与活动电极部1300c经其间的电极间隔平行设置。经开关1600和电源1500，固定电极1400被连接到活动电极板1300。在具有上述结构的扭转振动器中，当电压施加到活动电极部1300c和固定电极1400时，由于静电吸引力，活动电极部1300c围绕扭转杆1300b的轴旋转。由于静电吸引力与电极间隔的平方成反比，因此此类静电致动器优选在活动电极部1300c和固定电极1400之间具有很小的电极间隔。然而，在上述此种单自由度扭转振动器中，用作活动部的活动电极部1300c也配置有电极。因此，如果电极间隔变得太小，活动电极部1300c的活动范围(旋转角度)必定受到限制。另一方面，为了扩大活动电极部1300c的活动范围，需要扩大电极间隔，而这又需要大的驱动电压。也就是，上述此种单自由度扭转振动器存在很难同时实现低压驱动和大位移的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种能够以较大的旋转角度或较大的偏转角度驱动的致动器。为了实现上述目的，本专利技术提出一种致动器。本专利技术的致动器包括彼此相间隔的一对驱动部；在所述一对驱动部之间设置的活动部；一对用于支撑所述一对驱动部和活动部的支撑部；一对第一弹性连接部，所述第一弹性连接部将所述一对驱动部分别连接到所述一对支撑部，以便每个所述驱动部能够相对于所述支撑部旋转；和一对第二弹性连接部，所述第二弹性连接部将所述活动部分别连接到所述一对驱动部，以便所述活动部能够根据所述一对驱动部的旋转而旋转，其中通过施加交流电压，所述一对驱动部的每个围绕所述致动器的旋转中心轴旋转，从而所述活动部围绕所述致动器的所述旋转中心轴旋转；和其中所述第一弹性连接部的每个的扭转刚度大于所述第二弹性连接部的每个的扭转刚度。上述技术方案可以扩大所述活动部的旋转角度(偏转角)。此外，由于活动部被设置在所述一对驱动部之间，因此可以以较大的扭矩操作所述活动部。在根据本专利技术的所述致动器中，所述一对第一弹性连接部的每个的截面惯性矩优选大于所述第二弹性连接部的每个的截面惯性矩。这可以扩大所述活动部的旋转角度(偏转角)。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述一对第一弹性连接部的每个由两个连接部件构成，所述两个连接部件的每个与所述旋转中心轴间隔预定距离。这可以扩大所述活动部的旋转角度(偏转角)。此外，可以稳定所述驱动部的驱动(旋转操作)。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，通过使所述两个连接部件的每个弯曲变形，所述一对驱动部的每个被构成，以围绕所述旋转中心轴旋转。这可以扩大所述活动部的旋转角度(偏转角)。此外，可以稳定所述驱动部的驱动(旋转操作)。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述一对第二弹性连接部的每个相对于旋转中心轴被同轴地设置。这使得所述活动部可以稳定地旋转。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述一对驱动部的每个利用通过施加交流电压产生的库仑力驱动。这使得可以扩大所述活动部的旋转角度(偏转角)。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述致动器还包括被设置以便以预定距离与所述一对驱动部相间隔的对向基片；多个电极，所述多个电极分别被设置在对应于所述一对驱动部的位置的所述对向基片上的位置处；其中利用通过在所述多个电极的每个和对应的所述驱动部之间施加交流电压产生的库仑力，所述一对驱动部的每个被驱动。这使得所述驱动部稳定地驱动。在根据本专利技术的致动器中，优选方式是，所述多个电极包括两对电极，而所述两对电极的每对被设置在对应于沿实质垂直于所述旋转中心轴的方向的相应驱动部的两端的对向基片上的位置处。这使得所述驱动部可以更稳定地驱动。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述对向基片在对应于所述活动部的部分具有开口。因此，可以设置所述活动部的旋转角度(偏转角)。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述一对支撑部、所述活动部、所述一对驱动部、所述一对第一弹性连接部和所述一对第二弹性连接部通过对基部材料进行蚀刻处理形成。这使得可以形成(获得)所述支撑部、所述活动部、所述驱动部、所述第一弹性连接部和所述第二弹性连接部。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述基部材料由硅形成。这使得可以容易地形成这种具有传导性的结构。此外，可以获得能够稳定驱动的所述活动部。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述致动器还包括设置在所述活动部上的光反射部。虽然本专利技术的致动器能够应用于多种类型的装置，但优选本专利技术的致动器被应用于例如光学扫描仪。在这种情况中，可以改变照射到设有所述光反射部的致动器的光的光路。在根据本专利技术的所述致动器中，优选地方式是，所述致动器是采用两自由度振动系统的类型，而交流电压的频率被设置以实质上与所述两自由度振动系统的共振频率的较低的共振频率相同，其中在共振频率处，所述一对驱动部和所述活动部共振。因此，可以扩大所述活动部的旋转角度(偏转角)，而抑制每个所述驱动部的振幅。在根据本专利技术的所述致动器中，优选方式是，所述一对第一弹性连接部和所述一对第二弹性连接部的至少一个包括压阻元件。因此，例如，可以检测所述活动部的旋转角度和旋转频率。此外，可以使用检测结果用于活动部姿态的控制。附图说明参照附图，通过对本专利技术的优选实施例的下述详细描述，本专利技术的前述和其它目的、特征和优点将会更加明显。图1是显示根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致动器，包括：彼此相间隔的一对驱动部；在所述一对驱动部之间设置的活动部；用于支撑所述一对驱动部和所述活动部的一对支撑部；一对第一弹性连接部，所述第一弹性连接部将所述一对驱动部分别连接到所述一对支撑部，以便 每个所述驱动部能够相对于所述支撑部旋转；和一对第二弹性连接部，所述第二弹性连接部将所述活动部分别连接到所述一对驱动部，以便所述活动部能够根据所述一对驱动部的旋转而旋转，其中：通过施加交流电压，所述一对驱动部的每个围绕所述致动 器的旋转中心轴旋转，从而所述活动部围绕所述致动器的所述旋转中心轴旋转；和其中：所述第一弹性连接部的每个的扭转刚度大于所述第二弹性连接部的每个的扭转刚度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：与田光宏，伊藤弘和，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]