致动器及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可以在降低的电压下驱动并且容易制造的致动器及其制造方法。致动器包括：通过隔离器固定到支撑衬底４上的第二支撑部分３１和３２；在隔离器没有干涉的条件下固定到支撑衬底４上的固定部分３３和３４；固定式梳状电极３３１和３４１，其是与固定部分３３和３４整体形成的或与其连接的，并且以彼此间隔开的关系与活动式梳状电极２１１和２１２啮合；和用于将固定部分３３和３４连接到第二支撑部分３１和３２上的桥接部分３５和３６。固定部分３３和３４以它们相对于第二支撑部分３１和３２向支撑衬底４偏转、同时使桥接部分３５和３６弯曲的状态被固定于支撑衬底４上，由此初始偏移固定式梳状电极３３１和３４１，以使其在支撑衬底４的厚度方向上与活动式梳状电极２１１和２１２不成直线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
例如，已知多角镜(旋转多面体)是例如设置在激光打印机中的致动器。 在这种打印机中，为了达到更高的分辨率和更高的打印输出以及更高速的 打印，必须以更高的速度旋转多角镜。目前，将空气轴承用来在高速下具 有稳定性地旋转多角镜。但是，使用空气轴承的方法包括的问题在于，难 以在比目前可能的速度高得多的速度下旋转多角镜。此外，尽管需要更大 的电动机以在更高的速度下旋转多角镜，但使用这种更大的电动机产生的 一个问题在于难以使其中使用多角镜的装置的尺寸小型化。此外，使用这 种多角镜产生的另一个问题在于必须使用装置的结构变得复杂，从而导到 制造成本增加。考虑到这些问题，已经提出了相对简单结构的致动器，其采用扭转振 动器(例如，参见JP-A No. 2004-13099)。在此参考文献中公开的致动器包 括固定式梳状电极和活动式梳状电极，它们两个是以彼此间隔开的关系彼 此啮合的。在这种类型的致动器中，向固定式梳状电极和活动式梳状电极 之间施加交流电压，从而产生静电吸引力，以旋转活动式电极。在上面所 涉及的致动器中，使用在两层硅层之间夹有Si02层的SOI衬底。活动式 梳状电极是在SOI衬底的一层硅层上形成图案的，而固定式梳状电极是在 SOI衬底的另一层硅层上形成图案的。因此，固定式梳状电极和活动式梳 状电极保持在SOI衬底的厚度方向上彼此不成一直线。这可以使致动器以更加容易的方式开始其操作。但是，根据上述的致动器，必须在形成固定式梳状电极和活动式梳状 电极时，通过使用光刻胶，然后蚀刻两层硅层，而在SOI衬底相反的两个 表面上形成掩模。为此，固定式梳状电极和活动式梳状电极之间的间隙根据在SOI衬底相反的两个表面上形成的掩模的对准精度而变化，从而使得难以设置具有提高的精密度的间隙。结果，固定式梳状电极和活动式梳状 电极之间的间隙变得更大，这导致的问题在于需要增大的驱动电压。
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的一个目的在于本专利技术提供一种可以在降低 的驱动电压下驱动并且容易制造的。为了达到上述目的，本专利技术的一个方面涉及一种致动器，其包含 支撑衬底；隔离器，其设置在支撑衬底上；第一支撑部分，每一个通过隔离器被固定在支撑衬底上； 主体部分，其具有活动式梳状电极并且相对于第一支撑部分旋转； 弹性连接部分，用于以主体部分相对于第一支撑部分是可以旋转的方 式使主体部分与第一支撑部分分别互连；至少一个第二支撑部分，其通过隔离器被固定在支撑衬底上； 至少一个固定部分，其在隔离器没有干涉的条件下固定于支撑衬底上；固定式梳状电极，其是与固定部分作为一个整体形成的或是连接到固 定部分，并且以彼此间隔开的方式与活动式梳状电极啮合；和桥接部分，用于直接或间接地连接固定部分到第二支撑部分，其中固定部分以固定部分相对于第二支撑部分向支撑衬底偏转、同时 使桥接部分弯曲的状态被固定于支撑衬底，由此初始偏移固定式梳状电 极，以使其在支撑衬底的厚度方向上与活动式梳状电极不成一直线，其中通过向活动式梳状电极和固定式梳状电极施加交流电压而使主 体部分旋转。在此致动器中，由于初始偏移固定式梳状电极，以使其在支撑衬底的厚度方向上与活动式梳状电极不成一直线的事实，可以使致动器平稳地开 始其操作。此外，由于在制造致动器的方法中，通过使用相同的掩模，可 以同时在同一层上将固定式梳状电极和活动式梳状电极形成图案的事实， 不仅可以相当精确地形成固定式梳状电极和活动式梳状电极之间的间隙， 而且可以简化制造致动器的方法。这有助于减小间隙的尺寸，从而使致动 器可以在更低的驱动电压下操作。另夕卜，在对固定式梳状电极和活动式梳 状电极进行形成图案过程之后，可以仅仅通过将固定部分固定于支撑衬底 上而实现初始偏移。这也有助于简化制造致动器的方法。特别是，根据该致动器，上述的初始偏移是通过偏转固定式梳状电极 而产生的，这表吸可以在没有增大构成振动系统的构件的尺寸的情况下达 到上述的有益效果。而且，由于上述的初始偏移是通过偏转固定式梳状电 极而产生的事实，可以依照生产商的需要选择构成振动系统的构件的形状 和尺寸，从而允许致动器显示所需要的特性以及实现上述的有益效果。在根据本专利技术的致动器中，优选的是第一支撑部分、主体部分、弹性 连接部分、第二支撑部分、固定部分、固定式梳状电极和桥接部分是通过 对设置在支撑衬底上的一层形成图案而形成的。这使得可以以更简单的方式制造致动器。此外，在根据本专利技术的致动器中，优选的是活动式梳状电极是相对于 主体部分绕其旋转的旋转轴而在主体部分的相反两侧处以一对的形式设 置的。这确保致动器平稳地开始其操作并且继续以无故障方式驱动。此外，在根据本专利技术的致动器中，优选的是主体部分是具有主表面的 板状，并且具有设置在主体部分的主表面上的反光部分。这允许本专利技术的致动器得到其在光学器件如光学扫描器、光学衰减 器、光学开关等中的应用。此外，在根据本专利技术的致动器中，还优选的是固定式梳状电极是与主 体部分的活动式梳状电极对相对应的关系至少以一对的形式设置的，并且 固定式梳状电极对的至少一个是相对于第二支撑部分向支撑衬底而被初 始偏移的。这确保致动器平稳地开始其操作并且致动器以无故障方式驱动。在上述的致动器中，优选的是固定式梳状电极对的一个是相对于第二 支撑部分向支撑衬底被初始偏移的。这也确保致动器更加平稳地开始其操作并且致动器以无故障方式驱动。此外，在上述的致动器中，还优选的是固定式梳状电极对的另一个是 相对于第二支撑部分远离支撑衬底而被初始偏移的。这也确保致动器还更加平稳地开始其操作并且致动器以再更无故障 方式驱动。而且，在根据本专利技术的致动器中，还优选的是支撑衬底具有主表面， 并且初始偏移固定式梳状电极，以使其相对于支撑衬底的主表面倾斜。这也确保致动器更加平稳地开始其操作并且致动器以无故障方式驱动。而且，在根据本专利技术的致动器中，还优选的是固定式梳状电极通过连 接构件被连接到固定部分，并且桥接部分将固定式梳状电极连接到第二支 撑部分，其中初始偏移是通过固定式梳状电极关于桥接部分与固定式梳状 电极的连接点旋转而产生的。这使得可以以相对简单的方式相对支撑衬底的主表面倾斜固定式梳 状电极。而且，在根据本专利技术的致动器中，还优选的是每个固定部分为板状， 并且具有多个沿其厚度方向形成的狭缝。这使得可以在制造致动器时容易地将固定部分固定于支撑衬底上。本专利技术的另一方面涉及一种致动器，其包含支撑衬底；隔离器，其设置在支撑衬底上；第一支撑部分，每个第一支撑部分通过隔离器被固定在支撑衬底上； 第一主体部分，其相对于第一支撑部分是可旋转的，每个第一主体部分具有可移动的电极；第二主体部分，其相对于第一主体部分是可旋转的； 第一弹性连接部分，用于以第一主体部分相对于第一支撑部分是可以旋转的方式分别使第一支撑部分和第一主体部分互连；第二弹性连接部分，用于以第二主体部分相对于第一主体部分是可以旋转的方式使第一主体部分和第二主体部分互连；至少一个第二支撑部分，其通过隔离器被固定在支撑衬底上； 固定部分，其在隔离器没有干涉的条件下固定于支撑衬底上； 固定式梳状电极，其是与固定部分作为一个整体形成的或是分别连接到固定部分，并且以彼此间隔开的关系与相应的活动式梳状电极啮合；和 桥接部分，用于直接或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致动器，其包含：支撑衬底；隔离器，其设置在支撑衬底上；第一支撑部分，每个第一支撑部分通过隔离器被固定在支撑衬底上；第一主体部分，其相对于第一支撑部分是可旋转的，每个第一主体部分具有可移动的电极；第二主体部分，其相对于第一主体部分是可旋转的；第一弹性连接部分，用于以第一主体部分相对于第一支撑部分是可以旋转的方式分别使第一支撑部分和第一主体部分互连；第二弹性连接部分，用于以第二主体部分相对于第一主体部分是可以旋转的方式使第一主体部分和第二主体部分互连；至少一个第二支撑部分，其通过隔离器被固定在支撑衬底上；固定部分，其在隔离器没有干涉的条件下固定于支撑衬底上；固定式梳状电极，其是与固定部分作为一个整体形成的或是分别连接到固定部分，并且以彼此间隔开的关系与相应的活动式梳状电极啮合；和桥接部分，用于直接或间接地连接固定部分到第二支撑部分，其中固定部分以固定部分相对于第二支撑部分向支撑衬底偏转、同时使桥接部分弯曲的状态被固定于支撑衬底，由此初始偏移固定式梳状电极，以使其在支撑衬底的厚度方向上与活动式梳状电极不成直线，其中通过将交流电压施加至活动式梳状电极和固定式梳状电极之间而使第一主体部分旋转，并且第二主体部分响应第一主体部分的旋转而旋转。...

【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，谏本圭史，年吉洋，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，国立大学法人东京大学，思泰克株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]