光スキャナーおよび画像形成装置
【課題】複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い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、光反射部２２を有する可動板２と、可動板２を支持する支持部３と、可動板２の両側に設けられ、可動板２と支持部３とを連結する一対の連結部４、５と、可動板２を変位させる変位手段６とを有し、連結部４、５は、支持部３に対して回動可能な駆動部４１、５１と、駆動部４１、５１および可動板２を連結する第１の軸部４２、５２とを有し、第１の軸部４２、５２は、その長手方向の途中で可動板２の厚さ方向へ屈曲可能であり、変位手段６によって駆動部４１、５１を回動させ、当該回動によって第１の軸部４２、５２を屈曲させることにより、可動板２を変位させるように構成されている。
【解決手段】光スキャナー１は、光反射部２２を有する可動板２と、可動板２を支持する支持部３と、可動板２の両側に設けられ、可動板２と支持部３とを連結する一対の連結部４、５と、可動板２を変位させる変位手段６とを有し、連結部４、５は、支持部３に対して回動可能な駆動部４１、５１と、駆動部４１、５１および可動板２を連結する第１の軸部４２、５２とを有し、第１の軸部４２、５２は、その長手方向の途中で可動板２の厚さ方向へ屈曲可能であり、変位手段６によって駆動部４１、５１を回動させ、当該回動によって第１の軸部４２、５２を屈曲させることにより、可動板２を変位させるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スキャナーおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザープリンター等にて光走査により描画を行うための光スキャナーとして、捩り振動子で構成され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、枠状の支持基板と、支持基板の内側に設けられた走査ミラーと、支持基板と走査ミラーとを連結し同軸的に設けられた一対のトーションバーと、走査ミラーに設けられた永久磁石と、永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルとを有する光スキャナー（光偏光器）を有している。この特許文献１の光スキャナーでは、コイルに交番電圧を印加して永久磁石に作用する磁界の極を交互に切り替えることにより、一対のトーションバーを捩じれ変形させつつ走査ミラーを中心軸まわりに回動させるように構成されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の光スキャナーでは、中心軸まわりに走査ミラーを回動させることができるが、この中心軸を変位（移動）させることができない。具体的には、特許文献１の光スキャナーでは、その構造上、走査ミラーの中心軸を、走査ミラー（非駆動状態）の厚さ方向に任意に移動させることができない。また、例えば、走査ミラーを回動させていない状態において、走査ミラーを、その姿勢を保ったまま、その厚さ方向に変位させることもできない。すなわち、特許文献１の光スキャナーでは、走査ミラーの駆動パターンが、１箇所に固定された回動中心軸まわりの回動のみであるため、その利便性が低いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８１３９５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、複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い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。
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い光スキャナーを提供することができる。
【０００７】
本発明の光スキャナーでは、前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記一対の連結部は、それぞれ、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された前記駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する前記軸部である第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記変位手段によって、前記第２の軸部を捩じり変形させつつ前記駆動部をＹ軸まわりに回動させることにより、前記第１の軸部を屈曲させるように構成されていることが好ましい。
これにより、連結部の構成が簡単となる。
【０００８】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部が有する前記第１の軸部は、延在方向の途中に設けられた節部と、前記節部と前記可動板とを連結する可動板側軸部と、前記節部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記節部で屈曲することが好ましい。
これにより、第１の軸部を簡単に屈曲させることができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部が有する前記第１の軸部は、前記可動板の厚さ方向の一方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第１の変形と、他方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第２の変形とをし得ることが好ましい。
このように各第１の軸部を屈曲させることにより、可動板を効率的に変位させることができる。
【０００９】
本発明の光スキャナーでは、前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部の一方の前記第１の軸部に前記第１の変形をさせるとともに、他方の前記第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態と、前記一方の第１の軸部に前記第２の変形をさせるとともに、前記他方の第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を前記Ｙ軸まわりに回動させることが好ましい。
これにより、可動板をスムーズに回動させることができる。
【００１０】
本発明の光スキャナーでは、前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第１の変形をさせた状態と、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第２の変形をさせた状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を該可動板の厚さ方向へ振動させることが好ましい。
これにより、可動板をスムーズに振動させることができる。
【００１１】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記節部は、Ｙ軸まわりに捩じり変形する捩じり変形部を有することが好ましい。
これにより、第１の軸部の屈曲時に、捩じり変形部が捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和することができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記節部は、前記捩じり変形部を一対有し、
前記一対の捩じり変形部のうちの一方の前記捩じり変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記捩じり変形部は、前記駆動部側軸部に連結されていることが好ましい。
これにより、第１の軸部の屈曲時に、捩じり変形部が捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和することができる。
【００１２】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記節部は、前記一対の捩じり変形部の間に設けられ、Ｙ軸方向に延在しＹ軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有していることが好ましい。
これにより、非変形部を軸にして第１の軸部を局所的に屈曲させることができる。そのため、第１の軸部を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板を安定して変位（回動）させることができる。
【００１３】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記可動板側軸部および前記駆動部側軸部は、それぞれ、実質的に変形しないことが好ましい。
これにより、第１の軸部を節部で簡単に屈曲させることができる。そのため、安定した可動板の変位（回動）を行うことができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層をこの順で積層してなるＳＯＩ基板から形成されていることが好ましい。
これにより、各連結部を簡単に形成することができる。
【００１４】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記可動板側軸部、前記非変形部、前記駆動部側軸部および前記駆動部は、それぞれ、前記第１のＳｉ層、前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層で構成されており、前記捩じり変形部および第２の軸部は、それぞれ、前記第２のＳｉ層で構成されていることが好ましい。
これにより、各連結部を簡単に形成することができる。
【００１５】
本発明の光スキャナーでは、前記変位手段は、前記一対の連結部に対応して一対設けられており、
各前記変位手段は、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有していることが好ましい。
これにより、変位手段の構成が簡単となる。
【００１６】
本発明の光スキャナーでは、各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、Ｘ軸方向の磁界を発生させるように設けられていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して変位させることができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記駆動部を貫通して設けられていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して変位させることができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成された光スキャナーを備えることを特徴とする。
これにより、複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の光スキャナーの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す光スキャナーの断面図（図１中Ａ−Ａ線断面図）である。
【図３】図１に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図である。
【図４】図１に示す光スキャナーが有する振動系の製造方法を説明する断面図である。
【図５】図１に示す光スキャナーが有する振動系の製造方法を説明する断面図である。
【図６】図１に示す光スキャナーが有する変位手段を説明する図である。
【図７】図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【図８】図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【図９】図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【図１０】本発明の光スキャナーの第２実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の光スキャナーの第３実施形態を示す平面図である。
【図１２】本発明の光スキャナーの第４実施形態を示す斜視図である。
【図１３】本発明の画像形成装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の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。
＜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。
図１は、本発明の光スキャナーの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示す光スキャナーの断面図（図１中Ａ−Ａ線断面図）、図３は、図１に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図、図４および図５は、それぞれ、図１に示す光スキャナーが有する振動系の製造方法を説明する断面図、図６は、図１に示す光スキャナーが有する変位手段を説明する図、図７、図８および図９は、それぞれ、図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【００２０】
なお、以下では、説明の便宜上、図１中の左側を「左」、右側を「右」と言い、図２〜図９中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１に示すように互いに直交する３軸を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、非駆動状態の可動板の面と、Ｘ軸およびＹ軸で形成される面とが一致し（平行であり）、可動板の厚さ方向とＺ軸とが一致する。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」と言い、Ｚ軸方向に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。
【００２１】
図１および図２に示す光スキャナー１は、可動板２、可動板２を支持する支持部３および可動板２と支持部３とを連結する一対の連結部４、５で構成された振動系８と、振動系８を支持する基台９と、可動板２を変位させる変位手段６とを有している。
なお、光スキャナー１では、可動板２の変位として、大きく分けて、図１に示す回動中心軸Ｊ１まわりに回動するパターンと、可動板２がその姿勢を保ちつつＺ軸方向に振動するパターンと、可動板２が自然状態の位置からずれた位置で静止するパターンとを選択することができるが、以下の説明では、特に限定の無い限り、可動板２の「変位」には、これら３つのパターンが含まれる。
【００２２】
以下、光スキャナー１の各構成について順次詳細に説明する。
１−１．振動系８
本実施形態では、振動系８（すなわち、可動板２、支持部３および一対の連結部４、５）は、ＳＯＩ基板の不要部位をドライエッチングおよびウェットエッチング等の各種エッチング法により除去することにより、一体的に形成されている。なお、振動系８の製造方法については、後に詳述する。
【００２３】
支持部３は、可動板２を支持する機能を有する。このような支持部３は、枠状をなしており、可動板２の周囲を囲むように設けられている。なお、支持部３の形状としては、可動板２を支持することができれば、特に限定されず、例えば、可動板２を介してＸ軸方向またはＹ軸方向に対向するように一対設けられていてもよい。
支持部３の内側には、可動板２が設けられている。可動板２は、平板状をなし、一方の面（基台９と反対側の面）２１には、光反射性を有する光反射部２２が形成されている。光反射部２２は、例えば、面２１上に金、銀、アルミニウム等の金属膜などを蒸着等により形成することにより得られる。
なお、本実施形態では、可動板２の平面視形状は、円形であるが、可動板２の平面視形状としては、特に限定されず、例えば長方形、正方形等の多角形、楕円形等であってもよい。
【００２４】
このような可動板２は、連結部４、５によって支持部３に連結されている。連結部４、５は、可動板２に対して互いに反対側に位置し、可動板２を両持ち支持している。具体的には、連結部４は、図１中左側にて可動板２と支持部３とを連結し、連結部５は、図１中右側にて可動板２と支持部３とを連結している。このような連結部４、５は、可動板２（回動中心軸Ｊ１）に対して対称的に形成されている。
【００２５】
連結部４は、駆動板（駆動部）４１と、駆動板４１と可動板２とを連結する第１の軸部４２と、駆動板４１と支持部３とを連結する一対の第２の軸部４３とを有している。同様に、連結部５は、駆動板（駆動部）５１と、駆動板５１と可動板２とを連結する第１の軸部５２と、駆動板５１と支持部３とを連結する一対の第２の軸部５３とを有している。連結部４をこのような構成とすることにより、簡単かつ確実に、可動板２を前述のような複数のパターンで変位させることができる。
【００２６】
以下、連結部４、５について具体的に説明するが、連結部４、５の構成は、互いに同様であるため、連結部４について代表して説明し、連結部５については、その説明を省略する。
図３に示すように、一対の第２の軸部４３は、駆動板４１を介してＹ軸方向に対向配置されており、駆動板４１を両持ち支持している。また、一対の第２の軸部４３は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、一対の第２の軸部４３は、中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。このような一対の第２の軸部４３は、同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ２」とも言う）を中心として、一対の第２の軸部４３が捩じり変形するとともに駆動板４１が回動する。
【００２７】
駆動板４１は、可動板２に対してＸ軸方向に離間して設けられている。また、駆動板４１は、前述したように一対の第２の軸部４３によって両持ち支持されている。このような駆動板４１には貫通孔４１１が形成されており、この貫通孔に永久磁石６１１が挿通、固定されている。永久磁石６１１は、例えば、嵌合（圧入）や、接着剤によって、駆動板４１に固定されている。永久磁石６１１は、変位手段６の構成の一部であるため、永久磁石６１１については、後に説明する。
【００２８】
また、本実施形態では、駆動板４１の平面視形状は、Ｙ軸方向を長手とする長方形である。駆動板４１をこのような形状とすることにより、永久磁石６１１を固定するスペースを確保しつつ、駆動板４１の幅（Ｘ軸方向の長さ）を抑えることができる。駆動板４１の幅を抑えることにより、駆動板４１が回動中心軸Ｊ２まわりに回動する際に発生する慣性モーメントを抑えることができ、駆動板４１の反応性が高まり、より高速な回動が可能となる。また、駆動板４１の反応性が高まると、駆動板４１の回動（特に回動方向が切り替わる切り返しの時）によって、不本意な振動が発生するのを抑えることができる。そのため、光スキャナー１を安定して駆動することができる。
なお、駆動板４１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、正方形や五角形以上の多角形であってもよいし、円形であってもよい。
【００２９】
このような駆動板４１は、第１の軸部４２によって可動板２と連結している。第１の軸部４２は、全体的にＸ軸方向に延在するように設けられている。このような第１の軸部４２は、駆動板４１と可動板２との間に設けられた節部４２１と、節部４２１と可動板２とを連結する可動板側軸部４２２と、節部４２１と駆動板４１とを連結する駆動板側軸部（駆動部側軸部）４２３とを有している。
【００３０】
可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、同軸的に設けられている。これら可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、それぞれ、光スキャナー１の駆動時に大きな変形が起こらない硬さに設定されているのが好ましく、実質的に変形しない硬さに設定されているのがより好ましい。これにより、後述するように、可動板２を安定して変位させることができる。なお、前記「変形」とは、Ｚ軸方向への屈曲または湾曲および中心軸まわりの捩じり変形を言う。
【００３１】
このような可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、節部４２１を介して連結している。節部４２１は、可動板側軸部４２２と駆動板側軸部４２３の間に設けられ、これらを連結している。図３に示すように、節部４２１は、一対の捩じり変形部４２１１、４２１２と、これらの間に設けられた非変形部４２１３と、捩じり変形部４２１１を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１４と、捩じり変形部４２１２を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１５とを有している。
【００３２】
非変形部４２１３は、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。このような非変形部４２１３は、光スキャナー１の駆動時に実質的に変形しない硬さに設定されている。これにより、後述するように、非変形部４２１３の中心軸Ｊ４を中心に第１の軸部４２を屈曲させることができ、光スキャナー１を安定して駆動させることができる。なお、前記「変形」とは、非変形部４２１３のＺ軸方向への屈曲・湾曲および中心軸Ｊ４まわりの捩じり変形を言う。
このような非変形部４２１３に対して対称的に一対の捩じり変形部４２１１、４２１２が配置されている。捩じり変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、捩じり変形部４２１１、４２１２は、互いにＸ軸方向に離間して並設されている。
【００３３】
また、可動板２側に位置する捩じり変形部４２１１は、その長手方向のほぼ中央にて可動板側軸部４２２の一端と連結し、同様に、駆動板４１側に位置する捩じり変形部４２１２は、その長手方向のほぼ中央にて駆動板側軸部４２３の一端と連結している。このような捩じり変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、その中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
このような捩じり変形部４２１１は、一対の接続部４２１４によって非変形部４２１３に接続されており、捩じり変形部４２１２は、一対の接続部４２１５によって非変形部４２１３に接続されている。
【００３４】
一対の接続部４２１４の一方の接続部は、捩じり変形部４２１１および非変形部４２１３の一端部同士を連結するように設けられており、他方の接続部は、捩じり変形部４２１１および非変形部４２１３の他端部同士を連結するように設けられている。また、一対の接続部４２１５の一方の接続部は、捩じり変形部４２１２および非変形部４２１３の一端部同士を連結するように設けられており、他方の接続部は、捩じり変形部４２１２および非変形部４２１３の他端部同士を連結するように設けられている。
このような各接続部４２１４、４２１５は、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、各接続部４２１４、４２１５は、Ｚ軸方向に湾曲可能でかつその中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
以上、振動系８の構成（形状）について具体的に説明した。
【００３５】
前述したように、このような構成の振動系８は、ＳＯＩ基板から一体的に形成されている。これにより、振動系８の形成が容易となる。具体的には、前述したように、振動系８には、積極的に変形させる部位と、変形させない（変形させたくない）部位とが混在している。一方、ＳＯＩ基板は、第１のＳｉ層と、ＳｉＯ２層と、第２のＳｉ層とがこの順に積層した基板である。そこで、変形させない部位を前記３つの層の全てで構成し、積極的に変形させる部位を第２のＳｉ層のみで構成することにより、すなわち、ＳＯＩ基板の厚さを異ならせることにより、変形させる部位と変形させない部位が混在する振動系８を簡単に形成することができる。なお、積極的に変形させる部位は、第２のＳｉ層とＳｉＯ２層の２層で構成されていてもよい。
【００３６】
前記「積極的に変形させる部位」には、第２の軸部４３、５３、捩じり変形部４２１１、４２１２、５２１１、５２１２および各接続部４２１４、４２１５、５２１４、５２１５が含まれ、前記「変形させない部位」には、可動板側軸部４２２、５２２、駆動板側軸部４２３、５２３、駆動板４１、５１および非変形部４２１３、５２１３が含まれる。また、連結部４、５以外の可動板２および支持部３も前記「変形させない部位」に含まれる。
【００３７】
以下、図４および図５に基づいて、振動系８の製造方法の一例を簡単に説明する。なお、振動系８の製造方法は、これに限定されない。
まず、図４（ａ）に示すように、第１のＳｉ層１１０と、ＳｉＯ２層１２０と、第２のＳｉ層１３０とがこの順で上側から積層してなるＳＯＩ基板（シリコン基板）１００を用意する。
【００３８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１００の両面にＳｉＯ２膜Ｍ１、Ｍ２を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、ＳｉＯ２膜Ｍ２をエッチングすることにより、可動板２、支持部３および一対の連結部４、５の平面視形状にパターニングするとともに、ＳｉＯ２膜Ｍ１をエッチングすることにより、可動板２、支持部３、駆動板４１、５１、可動板側軸部４２２、５２２、駆動板側軸部４２３、５２３および非変形部４２１３、５２１３に対応する形状にパターニングする。
【００３９】
次いで、図５（ａ）に示すように、ＳｉＯ２膜Ｍ１を介してＳＯＩ基板１００をエッチングする。この際、ＳＯＩ基板１００の中間層たるＳｉＯ２層１２０は、前記エッチングのストップ層として機能する。このエッチングが終了した後、今度は、ＳｉＯ２膜Ｍ２を介してＳＯＩ基板１００をエッチングする。この際も、ＳＯＩ基板１００の中間層たるＳｉＯ２層１２０は、前記エッチングのストップ層として機能する。
【００４０】
なお、エッチング方法としては、特に限定されず、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００４１】
次いで、図５（ｂ）に示すように、ＢＦＨ（バッファードフッ酸）等によって、ＳｉＯ２膜Ｍ１、Ｍ２およびＳｉＯ２層１２０の露出している部分をエッチング除去することにより、可動板２、支持部３および一対の連結部４、５の外形形状に加工される。
さらに、図５（ｃ）に示すように、可動板２の上面２１に金属膜を形成し、光反射部２２を形成する。金属膜（光反射部２２）の形成方法としては、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。
このようにして振動系８が得られる。
【００４２】
１−２．基台９
図２に示すように、基台９は、平板状の基部９１と、基部９１の縁部に沿って設けられた枠部９２とを有しており、箱状（枡状）をなしている。このような基台９は、枠部９２にて振動系８の支持部３の下面と接合されている。これにより、基台９によって振動系８が支持される。このような基台９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。なお、基台９と支持部３の接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を用いて接合してもよく、陽極接合等の各種接合方法を用いてもよい。
【００４３】
１−３．変位手段６
図１に示すように、変位手段６は、永久磁石６１１、コイル６１２および電源６１３を有する第１の変位手段６１と、永久磁石６２１、コイル６２２および電源６２３を有する第２の変位手段６２とを有している。第１の変位手段６１は、連結部４に対応して設けられており、第２の変位手段６２は、連結部５に対応して設けられている。これにより、変位手段６の構成が簡単となる。
なお、第１の変位手段６１および第２の変位手段６２の構成は互いに同様であるため、以下では、第１の変位手段６１について代表して説明し、第２の変位手段６２については、その説明を省略する。
【００４４】
図６に示すように、永久磁石６１１は、棒状をなしており、その長手方向に磁化している。すなわち、永久磁石６１１は、その長手方向の一端側がＳ極となっており、他端側がＮ極となっている。このような永久磁石６１１は、駆動板４１に形成された貫通孔４１１に挿通されており、長手方向のほぼ中央で駆動板４１に固定されている。そして、永久磁石６１１が、駆動板４１の上下に同じ長さだけ突出し、かつ駆動板４１を介してＳ極とＮ極が対向する。これにより、後述するように、可動板２を安定して変位させることができる。
また、永久磁石６１１は、その長手方向が駆動板４１の面方向に直交するように設けられている。また、永久磁石６１１は、その中心軸が回動中心軸Ｊ２と交わるように設けられている。
【００４５】
このような永久磁石６１１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。
なお、本実施形態では、永久磁石６１１は、棒状をなしているが、永久磁石の形状としては、特に限定されず、例えば、板状をなしていてもよい。この場合には、永久磁石６１１を面方向に磁化させ、その面方向がＸ軸方向と直交するように駆動板４１に固定すればよい。これにより、永久磁石６１１のＸ軸方向長さを短くすることができるため、駆動板４１の回動に伴って発生する慣性モーメントを抑えることができる。
【００４６】
コイル６１２は、永久磁石６１１に作用する磁界を発生する。このようなコイル６１２は、振動系８の外側近傍に、Ｘ軸方向にて永久磁石６１１と対向するように配置されている。また、コイル６１２は、Ｘ軸方向の磁界を発生させることができるように、すなわち、コイル６１２の永久磁石６１１側がＮ極となりその反対側がＳ極となる状態と、コイル６１２の永久磁石６１１側がＳ極となりその反対側がＮ極となる状態とを発生させることができるように設けられている。
【００４７】
本実施形態の光スキャナー１は、振動系８の外側に基台９と固定的に設けられたコイル固定部６４を有しており、このコイル固定部６４が有するＸ軸方向に延在する突出部６４１にコイル６１２が巻き付けられている。このような構成とすることにより、コイル６１２を振動系８に対して固定でき、かつ、簡単に前述のような磁界を発生させることができる。また、突出部６４１を鉄などの軟磁性体で構成することにより、突出部６４１をコイル６１２の磁心して用いることができ、前述のような磁界をより効率的に発生させることもできる。
【００４８】
電源６１３は、コイル６１２に電気的に接続されている。そして、電源６１３からコイル６１２に所望の電圧を印加することにより、コイル６１２から前述したような磁界を発生させることができる。本実施形態では、電源６１３は、交番電圧および直流電圧を選択して印加できるようになっている。また、交番電圧を印加する際には、その強さ、周波数を変更できるようになっており、さらにオフセット電圧（直流電圧）を重畳させることもできるようになっている。
【００４９】
２．光スキャナー１の作動
次いで、光スキャナーの作動について説明する。
前述したように、光スキャナー１では、可動板２を回動させるパターンと、可動板２を振動させるパターンと、可動板２を所定位置で静止させるパターンとを選択することができるようになっている。以下、これら３つのパターンについて順次説明する。なお、以下では、説明の便宜上、永久磁石６１１、６２１が共に、Ｎ極を上側にして配置された構成について代表して説明する。
【００５０】
２−１．回動
まず、コイル６１２の永久磁石６１１側がＮ極、コイル６２２の永久磁石６２１側がＳ極となる第１の状態と、コイル６１２の永久磁石６１１側がＳ極、コイル６２２の永久磁石６２１側がＮ極となる第２の状態とが交互にかつ周期的に切り替わるように、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に交番電圧を印加する。電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧は、互いに同じ波形（強さおよび周波数が同じ）であるのが好ましい。
【００５１】
図７（ａ）に示す第１の状態では、永久磁石６１１のＳ極がコイル６１２に引き付けられるとともにＮ極がコイル６１２から遠ざかるため、一対の第２の軸部４３を捩じり変形させつつ、駆動板４１がその上面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ２まわりに傾斜する。これとともに、永久磁石６２１のＮ極がコイル６２２に引き付けられるとともにＳ極がコイル６２２から遠ざかるため、一対の第２の軸部５３を捩じり変形させつつ、駆動板５１がその下面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ３まわりに傾斜する。すなわち、駆動板４１、５１がともに図７（ａ）中時計回りに傾斜する。
【００５２】
この駆動板４１、５１の傾斜とともに、駆動板側軸部４２３は、可動板２側の端が下側を向くように傾斜し、駆動板側軸部５２３は、可動板２側の端が上側を向くように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端同士がＺ軸方向にずれた状態となる。
そして、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端同士がＺ軸方向にずれることによって、捩じり変形部４２１１、４２１２、５２１１、５２１２をその中心軸まわりに捩じり変形させるとともに各接続部４２１４、４２１５、５２１４、５２１５を湾曲変形させながら、可動板側軸部４２２、５２２および可動板２が一体的に図７（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００５３】
このように、第１の状態では、連結部４の第１の軸部４２がその途中にある節部４２１を中心に下側に屈曲するように（すなわち、下側に凸のＶ字状に）変形するとともに、連結部５の第１の軸部５２がその途中にある節部５２１を中心に上側に屈曲するように（すなわち、上側に凸のＶ字状に）変形することにより、回動中心軸Ｊ１を中心として、可動板２が図７（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００５４】
一方、図７（ｂ）に示す第２の状態では、前述した第１の状態と逆の変形が起こる。すなわち、第２の状態では、連結部４の第１の軸部４２が節部４２１を中心として上側に屈曲変形するとともに、連結部５の第１の軸部５２が節部５２１を中心として下側に屈曲変形することにより、回動中心軸Ｊ１を中心として、可動板２が図７（ｂ）中反時計回りに傾斜する。
このような第１の状態と、第２の状態とを交互に切り替えることによって、可動板２を回動中心軸Ｊ１まわりに回動させることができる。
【００５５】
なお、コイル６１２、６２２に印加する交番電圧の周波数としては特に限定されず、可動板２および連結部４、５で構成される振動系の共振周波数と等しくても、それ以下であってもよいが、前記共振周波数以下であるのが好ましい。すなわち、光スキャナー１を非共振で駆動するのが好ましい。これにより、光スキャナー１のより安定した駆動が可能となる。
【００５６】
ここで、本実施形態の光スキャナー１では、連結部４において、駆動板側軸部４２３と可動板側軸部４２２がそれぞれ実質的に変形しないため、第１の軸部４２を節部４２１で簡単に屈曲させることができる。連結部５についても同様である。そのため、上述のような安定した可動板２の回動を行うことができる。
また、連結部４において、節部４２１が非変形部４２１３を有しているため、この非変形部４２１３を軸にして第１の軸部４２を局所的に屈曲させることができる。連結部５についても同様である。そのため、第１の軸部４２、５２を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板２を安定して回動させることができる。
【００５７】
また、連結部４において、節部４２１が可動板側軸部４２２と連結する捩じり変形部４２１１と、駆動板側軸部４２３と連結する捩じり変形部４２１２とを有し、第１の軸部４２の屈曲時に、捩じり変形部４２１１、４２１２が捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和（キャンセル）している。連結部５についても同様である。そのため、前述のように第１の軸部４２、５２を確実に屈曲させることができるとともに、第１の軸部４２、５２の破壊を防止することができる。すなわち、光スキャナー１を安定して駆動することができる。
【００５８】
なお、可動板２の回動は、次のようにして行うこともできる。すなわち、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧に（＋）または（−）のオフセット電圧（直流電圧）を重畳してもよい。言い換えれば、永久磁石６１１、６２１のＮ極がコイル６１２、６２２に引き付けられる強さ（以下、単に「Ｎ極引き付け強さ」とも言う）と、永久磁石６１１、６２１のＳ極がコイル６１２、６２２に引き付けられる強さ（以下、単に「Ｓ極引き付け強さ」とも言う）とを異ならせてもよい。
以下、具体的に説明するが、前述したような、Ｎ極引き付け強さおよびＳ極引き付け強さが等しい状態を「通常状態」と言う。
【００５９】
コイル６１２、６２２のＳ極引き付け強さがＮ極引き付け強さよりも大きい場合には、通常状態と比較して、駆動板４１、５１の回動の上死点および下死点（回動方向が切り替わる点）がそれぞれ上側に移動する。その結果、図８に示すように、可動板２の回動中心軸Ｊ１が通常状態に比べて上側に移動する。逆に、コイル６１２、６２２のＳ極引き付け強さがＮ極引き付け強さよりも弱い場合には、通常状態と比較して、駆動板４１、５１の回動の上死点および下死点がそれぞれ下側に移動する。その結果、可動板２の回動中心軸Ｊ１が通常状態に比べて下側に移動する。
【００６０】
このように、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧にオフセット電圧を重畳することにより、可動板２の回動中心軸Ｊ１をＺ軸方向にずらすことができる。これにより、例えば、光スキャナー１がプロジェクター等の画像形成装置に組み込まれている場合に、画像形成装置を組み立てた後でも、光源から出射される光の可動板２までの光路長を調整することができる。すなわち、画像形成装置の組み立て時には、光源と可動板２との位置決めを精密に行うが、仮にこれらの位置が設定値に対してずれしまった場合でも、組み立て後に、光源と可動板２との位置を補正することができる。
【００６１】
２−２．振動
まず、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＮ極となる第１の状態と、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＳ極となる第２の状態とが、交互にかつ周期的に切り替わるように、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に交番電圧を印加する。電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧は、互いに同じ波形であるのが好ましい。
【００６２】
図９（ａ）に示す第１の状態では、前述した回動の場合と同様にして、駆動板４１、５１は、共にその上面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ２、Ｊ３まわりに傾斜する。このような駆動板４１、５１の傾斜に伴って、駆動板側軸部４２３、５２３は、共に可動板２側の端が駆動板４１側の端よりも下側に位置するように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端が自然状態に対して下側へ同じ距離移動する。
【００６３】
このように、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端がともに下側へ同じ距離移動することにより、節部４２１の捩じり変形部４２１１、４２１２および節部５２１の捩じり変形部５２１１、５２１２にその中心軸まわりの捩じり変形を生じさせながら、可動板側軸部４２２、５２２および可動板２が一体的に、かつ、可動板２の姿勢（すなわち面方向）を一定に保ちつつ下側に移動する。
【００６４】
一方、図９（ｂ）に示す第２の状態では、駆動板４１、５１は、共にその下面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ２、Ｊ３まわりに傾斜する。このような駆動板４１、５１の傾斜に伴って、駆動板側軸部４２３、５２３は、共に可動板２側の端が駆動板４１側の端よりも上側に位置するように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端が自然状態に対して上側へ同じ距離移動する。
【００６５】
このように、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端がともに上側へ同じ距離移動することにより、節部４２１の捩じり変形部４２１１、４２１２および節部５２１の捩じり変形部５２１１、５２１２にその中心軸まわりの捩じり変形を生じさせながら、可動板側軸部４２２、５２２および可動板２が一体的に、かつ、可動板２の姿勢を一定に保ちつつ上側に移動する。
このような第１の状態と、第２の状態とを交互に切り替えることによって、可動板２をその姿勢を保ちつつ、すなわち光反射部２２の表面（反射面）をＸ−Ｙ平面と平行に保ちつつ、Ｚ軸方向に振動させることができる。
【００６６】
なお、コイル６１２、６２２に印加する交番電圧の周波数としては特に限定されず、可動板２および連結部４、５で構成される振動系の共振周波数と等しくても、それ以下であってもよいが、前記共振周波数と等しいのが好ましい。すなわち、光スキャナー１を共振で駆動するのが好ましい。これにより、光スキャナー１のより安定した駆動が可能となる。
このような振動パターンでも、前述した回動パターンと同様に、コイル６１２、６２２に印加する交番電圧にオフセット電圧を重畳させることにより、自然状態から上側（基台９と反対側）にシフトして可動板２を振動させたり、自然状態から下側（基台９側）にシフトして可動板２を振動させたりすることができる。
【００６７】
２−３．静止パターン
例えば、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＮ極となる状態となるように電源６１３、６１３からコイル６１２、６２２に直流電圧を印加する。電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される直流電圧は、互いに同じ強さであるのが好ましい。このような電圧をコイル６１２、６２２に印加すると図９（ａ）に示すような状態で可動板２が静止する。一方、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＳ極となる状態となるように電源６１３、６１３からコイル６１２、６２２に直流電圧を印加すると、図９（ｂ）に示すような状態で可動板２が静止する。すなわち、可動板２が、自然状態とは異なる位置に維持される。
このような駆動によれば、例えば光反射部２２で反射した光の光路を自然状態のときに対してずらすことができるため、例えば、光スキャナー１を光スイッチとして利用するときに特に有効である。
【００６８】
また、例えば、光スキャナー１がプロジェクター等の画像形成装置に組み込まれている場合に、光源から異常なレーザーが出射されるなどの理由から、レーザーの装置外部への出射を停止しなければならない場合に、可動板２を自然状態とは異なる位置（レーザーの光路と交わらない位置）に退避させることにより、光反射部２２によるレーザーの反射を防止する。これにより、装置外部へのレーザーの出射を防止することができる。また、可動板２を変位させることにより光反射部２２で反射されたレーザーの光路を変更することにより、装置外部へのレーザーの出射を防止してもよい。これにより、このような問題を解決するための安全機構を別途組み込まなくてもよくなり、画像形成装置の製造工程が簡易化されるとともに、製造コストを削減することができる。
このような可動板２の静止駆動を応用し、コイル６１２、６２２に印加する直流電圧の強さを互いに異ならせることにより、可動板２を自然状態に対して傾けた状態で維持することもできる。また、コイル６１２、６２２に印加する直流電圧の強さを経時的に変化させることにより、可動板２を連続的または段階的に不規則に変位させることもできる。
以上、光スキャナー１の駆動について詳細に説明した。
【００６９】
ここで、光スキャナー１の構成の説明に戻るが、図１に示すように、回動中心軸Ｊ１と非変形部４２１３の中心軸Ｊ４との離間距離をＬ１とし、非変形部４２１３の中心軸Ｊ４と回動中心軸Ｊ２との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１とＬ２の大小関係は特に限定されず、Ｌ１＞Ｌ２であってもよい、Ｌ１＝Ｌ２であってもよく、Ｌ１＜Ｌ２であってもよい（連結部５についても同様である）。
【００７０】
Ｌ１＝Ｌ２の場合には、可動板２を回動させた際（第１の軸部４２が屈曲した際）のＸ軸に対する可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３の傾きが互いに等しくなる。そのため、この場合には、捩じり変形部４２１１、４２１２にほぼ等しいトルクがかかることとなり、その結果、第１の軸部４２をより効率的に屈曲させることができる。Ｌ１＞Ｌ２の場合には、Ｌ１＝Ｌ２の場合と比較して可動板２の回動角を小さくすることができ、逆に、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、Ｌ１＝Ｌ２の場合と比較して可動板２の回動角を大きくすることができる。このように、Ｌ１、Ｌ２の関係は、光スキャナー１の使用用途に基づいて適宜設定すればよい。
【００７１】
また、前述したように、Ｌ１＝Ｌ２の場合には、捩じり変形部４２１１、４２１２にほぼ等しいトルクがかかることとなるため、捩じり変形部４２１１、４２１２を互いに同じ形状（物理的特性：捩じり変形のし易さ）を示すように構成するのが好ましい。これにより、捩じり変形部４２１１、４２１２のいずれか一方に過度な捩じれが生じたり、反対にいずれか一方の捩じれが不足したりするのを防止でき、第１の軸部４２をスムーズに屈曲することができる。
【００７２】
また、Ｌ１＞Ｌ２の場合には、第１の軸部４２が屈曲した際のＸ軸に対する駆動板側軸部４２３の傾きが可動板側軸部４２２の傾きよりも大きくなるため、捩じり変形部４２１１に加わるトルクよりも、捩じり変形部４２１２に加わるトルクの方が大きくなる。従って、この場合には、捩じり変形部４２１２が捩じり変形部４２１１よりも捩じり変形し易くなるように構成するのが好ましい。具体的には、例えば、捩じり変形部４２１２の幅を捩じり変形部４２１１の幅よりも細くするのが好ましい。これは、前述したように、連結部４は、ＳＯＩ基板１００をその厚さ方向にエッチングすることにより形成されるため、ＳＯＩ基板１００の面方向と一致する幅の制御は、簡単かつ、工程を増やさずに行うことができるためである。
また、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、Ｌ１＞Ｌ２の場合とは逆に、捩じり変形部４２１１が捩じり変形部４２１２よりも捩じり変形し易くなるように構成するのが好ましい。
【００７３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の光スキャナーの第２実施形態について説明する。
図１０は、本発明の光スキャナーの第２実施形態を示す平面図である。
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。
第２実施形態の光スキャナーは、コイル固定部の構成が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７４】
本実施形態の光スキャナー１では、コイル固定部６４Ａは、コイル６１２および永久磁石６１１を囲むように（第１の軸部４２に当たる部分を欠損させて）形成された本体部６４２Ａを有している。このような本体部６４２Ａは、コイル６１２から発生する磁力が永久磁石６１１に作用しつつ、コイル固定部６４Ａの外側に漏れ出すのを防止または抑制する。すなわち、本体部６４２Ａは、防磁性を有している。これにより、例えば、コイル６１２から発生した磁界が反対側の永久磁石６２１に作用するのを防止することができ、光スキャナー１を安定して駆動することができる。
【００７５】
本体部６４２Ａの構成は、前述の効果を発揮することができれば特に限定されず、例えば、コア材料として利用される軟磁性体で構成されていてもよいし、表面に防磁性の塗料が塗布されていてもよい。
なお、コイル６２２を固定する図示しないコイル固定部についても、コイル固定部６４Ａと同様の構成である。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の光スキャナーの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光スキャナーの第３実施形態を示す平面図である。
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。
【００７７】
第３実施形態の光スキャナーは、変位手段の構成が異なる以外は、前述した光スキャナーとほぼ同様である。なお、本実施形態では、変位手段が有する第１の変位手段と第２の変位手段の構成が互いに同様であるため、第１の変位手段について代表して説明し、第２の変位手段については、その説明を省略する。また、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７８】
図１１に示すように、第１の変位手段６１Ｂは、永久磁石６１１Ｂと、コイル６１２Ｂと、電源６１３Ｂとを有している。永久磁石６１１Ｂは、平板状をなしており、駆動板４１の下面（基台９側の面）に固定されている。また、永久磁石６１１Ｂは、駆動板４１に固定された状態で、回動中心軸Ｊ２に対してＳ極とＮ極とが対向するように設けられている。
【００７９】
コイル６１２Ｂは、永久磁石６１１の下側に設けられている。このコイル６１２Ｂは、電源６１３Ｂから電圧が印加されることにより、Ｘ軸方向の磁界を発生させることができる。そして、コイル６１２Ｂから発生した磁界の作用により、永久磁石６１１ＢのＳ極およびＮ極の一方をコイル６１２Ｂに引き寄せ、他方をコイル６１２Ｂから遠ざけることにより、駆動板４１を回動中心軸Ｊ２まわり傾斜させることができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の光スキャナーの第４実施形態について説明する。
図１２は、本発明の光スキャナーの第４実施形態を示す斜視図である。
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。
【００８１】
第４実施形態の光スキャナーは、各連結部の節部が有する非変形部の構成が異なる以外は、前述した光スキャナーとほぼ同様である。なお、本実施形態では、各連結部４、５における非変形部の構成が互いに同様であるため、連結部４について代表して説明し、連結部５については、その説明を省略する。また、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００８２】
図１２に示すように、連結部４Ｃの節部４２１Ｃでは、非変形部４２１３Ｃが一対設けられている。一対の非変形部４２１３Ｃは、互いにＹ軸方向に離間し、Ｙ軸と平行な１つの軸線上に位置している。このような構成の連結部４Ｃでも、一対の非変形部４２１３Ｃ結んだ線分を軸にして第１の軸部４２Ｃを局所的に屈曲させることができる。
このような第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８３】
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。
具体的に、図１３に示すようなプロジェクター２００について説明する。なお、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。
【００８４】
プロジェクター２００は、レーザーなどの光を照出する光源装置２１０と、クロスダイクロイックプリズム２２０と、１対の本発明の光スキャナー２３０、２４０（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２５０とを有している。
光源装置２１０は、赤色光を照出する赤色光源装置２１１と、青色光を照出する青色光源装置２１２と、緑色光を照出する緑色光源装置２１３とを備えている。
クロスダイクロイックプリズム２２０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２１１、青色光源装置２１２、緑色光源装置２１３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。
【００８５】
このようなプロジェクター２００は、赤色光源装置２１１、青色光源装置２１２、緑色光源装置２１３のそれぞれから、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて照出された光をクロスダイクロイックプリズム２２０で合成し、この合成された光が光スキャナー２３０、２４０によって走査され、さらに固定ミラー２５０によって反射されてスクリーンＳＣ上でカラー画像を形成するように構成されている。
【００８６】
ここで、光スキャナー２３０、２４０の光走査について具体的に説明する。
まず、クロスダイクロイックプリズム２２０で合成された光は、光スキャナー２３０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２４０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。
【００８７】
このような走査方法は、いわゆるラスタースキャンと言われる方法であり、その他、いわゆるベクタースキャンを用いてスクリーンＳＣに光を走査してもよい。ベクタースキャンとは、光源装置２１０から出射した光をスクリーンＳＣ対し、当該スクリーンＳＣ上の異なる２点を結ぶ線分を順次形成するように走査する手法である。すなわち、微少な直線を集合させることにより、スクリーンＳＣに所望の画像を形成する手法である。ここで、本発明の光スキャナーでは、前述したように、可動板２不規則に連続的に変位させることができるため、このようなベクタースキャンにも適している。
【００８８】
このような光スキャナー２３０、２４０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。
ただし、プロジェクター２００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２５０を省略してもよい。
【００８９】
以上、本発明の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、例えば、本発明の光スキャナーでは、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１……光スキャナー ２……可動板 ２１……面 ２２……光反射部 ３……支持部 ４、４Ｃ、５……連結部 ４１、５１……駆動板 ４１１……貫通孔 ４２、４２Ｃ、５２……第１の軸部 ４２１、４２１Ｃ、５２１……節部 ４２１１、４２１２、５２１１、５２１２……捩じり変形部 ４２１３、４２１３Ｃ、５２１３……非変形部 ４２１４、４２１５、５２１４、５２１５……接続部 ４２２、５２２……可動板側軸部 ４２３、５２３……駆動板側軸部 ４３、５３……第２の軸部 ６……変位手段 ６１、６１Ｂ……第１の変位手段 ６２……第２の変位手段 ６１１、６１１Ｂ、６２１……永久磁石 ６１２、６１２Ｂ、６２２……コイル ６１３、６１３Ｂ、６２３……電源 ６４、６４Ａ……コイル固定部 ６４１……突出部 ６４２Ａ……本体部 ８……振動系 ９……基台 ９１……基部 ９２……枠部 １００……ＳＯＩ基板 １１０……第１のＳｉ層 １２０……ＳｉＯ２層 １３０……第２のＳｉ層 ２００……プロジェクター ２１０……光源装置 ２１１……赤色光源装置 ２１２……青色光源装置 ２１３……緑色光源装置 ２２０……クロスダイクロイックプリズム ２３０、２４０……光スキャナー ２５０……固定ミラー Ｍ１、Ｍ２……ＳｉＯ２膜 Ｊ１、Ｊ２……回動中心軸 Ｊ３、Ｊ４……中心軸 ＳＣ……スクリーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スキャナーおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザープリンター等にて光走査により描画を行うための光スキャナーとして、捩り振動子で構成され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、枠状の支持基板と、支持基板の内側に設けられた走査ミラーと、支持基板と走査ミラーとを連結し同軸的に設けられた一対のトーションバーと、走査ミラーに設けられた永久磁石と、永久磁石に作用する磁界を発生させるコイルとを有する光スキャナー（光偏光器）を有している。この特許文献１の光スキャナーでは、コイルに交番電圧を印加して永久磁石に作用する磁界の極を交互に切り替えることにより、一対のトーションバーを捩じれ変形させつつ走査ミラーを中心軸まわりに回動させるように構成されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１の光スキャナーでは、中心軸まわりに走査ミラーを回動させることができるが、この中心軸を変位（移動）させることができない。具体的には、特許文献１の光スキャナーでは、その構造上、走査ミラーの中心軸を、走査ミラー（非駆動状態）の厚さ方向に任意に移動させることができない。また、例えば、走査ミラーを回動させていない状態において、走査ミラーを、その姿勢を保ったまま、その厚さ方向に変位させることもできない。すなわち、特許文献１の光スキャナーでは、走査ミラーの駆動パターンが、１箇所に固定された回動中心軸まわりの回動のみであるため、その利便性が低いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８１３９５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、複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い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。
本発明の光スキャナーは、光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い光スキャナーを提供することができる。
【０００７】
本発明の光スキャナーでは、前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記一対の連結部は、それぞれ、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された前記駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する前記軸部である第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記変位手段によって、前記第２の軸部を捩じり変形させつつ前記駆動部をＹ軸まわりに回動させることにより、前記第１の軸部を屈曲させるように構成されていることが好ましい。
これにより、連結部の構成が簡単となる。
【０００８】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部が有する前記第１の軸部は、延在方向の途中に設けられた節部と、前記節部と前記可動板とを連結する可動板側軸部と、前記節部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記節部で屈曲することが好ましい。
これにより、第１の軸部を簡単に屈曲させることができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部が有する前記第１の軸部は、前記可動板の厚さ方向の一方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第１の変形と、他方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第２の変形とをし得ることが好ましい。
このように各第１の軸部を屈曲させることにより、可動板を効率的に変位させることができる。
【０００９】
本発明の光スキャナーでは、前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部の一方の前記第１の軸部に前記第１の変形をさせるとともに、他方の前記第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態と、前記一方の第１の軸部に前記第２の変形をさせるとともに、前記他方の第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を前記Ｙ軸まわりに回動させることが好ましい。
これにより、可動板をスムーズに回動させることができる。
【００１０】
本発明の光スキャナーでは、前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第１の変形をさせた状態と、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第２の変形をさせた状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を該可動板の厚さ方向へ振動させることが好ましい。
これにより、可動板をスムーズに振動させることができる。
【００１１】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記節部は、Ｙ軸まわりに捩じり変形する捩じり変形部を有することが好ましい。
これにより、第１の軸部の屈曲時に、捩じり変形部が捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和することができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記節部は、前記捩じり変形部を一対有し、
前記一対の捩じり変形部のうちの一方の前記捩じり変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記捩じり変形部は、前記駆動部側軸部に連結されていることが好ましい。
これにより、第１の軸部の屈曲時に、捩じり変形部が捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和することができる。
【００１２】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記節部は、前記一対の捩じり変形部の間に設けられ、Ｙ軸方向に延在しＹ軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有していることが好ましい。
これにより、非変形部を軸にして第１の軸部を局所的に屈曲させることができる。そのため、第１の軸部を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板を安定して変位（回動）させることができる。
【００１３】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記可動板側軸部および前記駆動部側軸部は、それぞれ、実質的に変形しないことが好ましい。
これにより、第１の軸部を節部で簡単に屈曲させることができる。そのため、安定した可動板の変位（回動）を行うことができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層をこの順で積層してなるＳＯＩ基板から形成されていることが好ましい。
これにより、各連結部を簡単に形成することができる。
【００１４】
本発明の光スキャナーでは、各前記連結部の前記可動板側軸部、前記非変形部、前記駆動部側軸部および前記駆動部は、それぞれ、前記第１のＳｉ層、前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層で構成されており、前記捩じり変形部および第２の軸部は、それぞれ、前記第２のＳｉ層で構成されていることが好ましい。
これにより、各連結部を簡単に形成することができる。
【００１５】
本発明の光スキャナーでは、前記変位手段は、前記一対の連結部に対応して一対設けられており、
各前記変位手段は、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有していることが好ましい。
これにより、変位手段の構成が簡単となる。
【００１６】
本発明の光スキャナーでは、各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、Ｘ軸方向の磁界を発生させるように設けられていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して変位させることができる。
本発明の光スキャナーでは、各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記駆動部を貫通して設けられていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して変位させることができる。
【００１７】
本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成された光スキャナーを備えることを特徴とする。
これにより、複数の駆動パターンで駆動可能であり、利便性の高い画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の光スキャナーの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示す光スキャナーの断面図（図１中Ａ−Ａ線断面図）である。
【図３】図１に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図である。
【図４】図１に示す光スキャナーが有する振動系の製造方法を説明する断面図である。
【図５】図１に示す光スキャナーが有する振動系の製造方法を説明する断面図である。
【図６】図１に示す光スキャナーが有する変位手段を説明する図である。
【図７】図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【図８】図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【図９】図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【図１０】本発明の光スキャナーの第２実施形態を示す平面図である。
【図１１】本発明の光スキャナーの第３実施形態を示す平面図である。
【図１２】本発明の光スキャナーの第４実施形態を示す斜視図である。
【図１３】本発明の画像形成装置の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の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。
＜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。
図１は、本発明の光スキャナーの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示す光スキャナーの断面図（図１中Ａ−Ａ線断面図）、図３は、図１に示す光スキャナーが有する連結部の斜視図、図４および図５は、それぞれ、図１に示す光スキャナーが有する振動系の製造方法を説明する断面図、図６は、図１に示す光スキャナーが有する変位手段を説明する図、図７、図８および図９は、それぞれ、図１に示す光スキャナーの駆動を説明する図である。
【００２０】
なお、以下では、説明の便宜上、図１中の左側を「左」、右側を「右」と言い、図２〜図９中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１に示すように互いに直交する３軸を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、非駆動状態の可動板の面と、Ｘ軸およびＹ軸で形成される面とが一致し（平行であり）、可動板の厚さ方向とＺ軸とが一致する。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」と言い、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」と言い、Ｚ軸方向に平行な方向を「Ｚ軸方向」と言う。
【００２１】
図１および図２に示す光スキャナー１は、可動板２、可動板２を支持する支持部３および可動板２と支持部３とを連結する一対の連結部４、５で構成された振動系８と、振動系８を支持する基台９と、可動板２を変位させる変位手段６とを有している。
なお、光スキャナー１では、可動板２の変位として、大きく分けて、図１に示す回動中心軸Ｊ１まわりに回動するパターンと、可動板２がその姿勢を保ちつつＺ軸方向に振動するパターンと、可動板２が自然状態の位置からずれた位置で静止するパターンとを選択することができるが、以下の説明では、特に限定の無い限り、可動板２の「変位」には、これら３つのパターンが含まれる。
【００２２】
以下、光スキャナー１の各構成について順次詳細に説明する。
１−１．振動系８
本実施形態では、振動系８（すなわち、可動板２、支持部３および一対の連結部４、５）は、ＳＯＩ基板の不要部位をドライエッチングおよびウェットエッチング等の各種エッチング法により除去することにより、一体的に形成されている。なお、振動系８の製造方法については、後に詳述する。
【００２３】
支持部３は、可動板２を支持する機能を有する。このような支持部３は、枠状をなしており、可動板２の周囲を囲むように設けられている。なお、支持部３の形状としては、可動板２を支持することができれば、特に限定されず、例えば、可動板２を介してＸ軸方向またはＹ軸方向に対向するように一対設けられていてもよい。
支持部３の内側には、可動板２が設けられている。可動板２は、平板状をなし、一方の面（基台９と反対側の面）２１には、光反射性を有する光反射部２２が形成されている。光反射部２２は、例えば、面２１上に金、銀、アルミニウム等の金属膜などを蒸着等により形成することにより得られる。
なお、本実施形態では、可動板２の平面視形状は、円形であるが、可動板２の平面視形状としては、特に限定されず、例えば長方形、正方形等の多角形、楕円形等であってもよい。
【００２４】
このような可動板２は、連結部４、５によって支持部３に連結されている。連結部４、５は、可動板２に対して互いに反対側に位置し、可動板２を両持ち支持している。具体的には、連結部４は、図１中左側にて可動板２と支持部３とを連結し、連結部５は、図１中右側にて可動板２と支持部３とを連結している。このような連結部４、５は、可動板２（回動中心軸Ｊ１）に対して対称的に形成されている。
【００２５】
連結部４は、駆動板（駆動部）４１と、駆動板４１と可動板２とを連結する第１の軸部４２と、駆動板４１と支持部３とを連結する一対の第２の軸部４３とを有している。同様に、連結部５は、駆動板（駆動部）５１と、駆動板５１と可動板２とを連結する第１の軸部５２と、駆動板５１と支持部３とを連結する一対の第２の軸部５３とを有している。連結部４をこのような構成とすることにより、簡単かつ確実に、可動板２を前述のような複数のパターンで変位させることができる。
【００２６】
以下、連結部４、５について具体的に説明するが、連結部４、５の構成は、互いに同様であるため、連結部４について代表して説明し、連結部５については、その説明を省略する。
図３に示すように、一対の第２の軸部４３は、駆動板４１を介してＹ軸方向に対向配置されており、駆動板４１を両持ち支持している。また、一対の第２の軸部４３は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、一対の第２の軸部４３は、中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。このような一対の第２の軸部４３は、同軸的に設けられており、この軸（以下、「回動中心軸Ｊ２」とも言う）を中心として、一対の第２の軸部４３が捩じり変形するとともに駆動板４１が回動する。
【００２７】
駆動板４１は、可動板２に対してＸ軸方向に離間して設けられている。また、駆動板４１は、前述したように一対の第２の軸部４３によって両持ち支持されている。このような駆動板４１には貫通孔４１１が形成されており、この貫通孔に永久磁石６１１が挿通、固定されている。永久磁石６１１は、例えば、嵌合（圧入）や、接着剤によって、駆動板４１に固定されている。永久磁石６１１は、変位手段６の構成の一部であるため、永久磁石６１１については、後に説明する。
【００２８】
また、本実施形態では、駆動板４１の平面視形状は、Ｙ軸方向を長手とする長方形である。駆動板４１をこのような形状とすることにより、永久磁石６１１を固定するスペースを確保しつつ、駆動板４１の幅（Ｘ軸方向の長さ）を抑えることができる。駆動板４１の幅を抑えることにより、駆動板４１が回動中心軸Ｊ２まわりに回動する際に発生する慣性モーメントを抑えることができ、駆動板４１の反応性が高まり、より高速な回動が可能となる。また、駆動板４１の反応性が高まると、駆動板４１の回動（特に回動方向が切り替わる切り返しの時）によって、不本意な振動が発生するのを抑えることができる。そのため、光スキャナー１を安定して駆動することができる。
なお、駆動板４１の平面視形状としては、特に限定されず、例えば、正方形や五角形以上の多角形であってもよいし、円形であってもよい。
【００２９】
このような駆動板４１は、第１の軸部４２によって可動板２と連結している。第１の軸部４２は、全体的にＸ軸方向に延在するように設けられている。このような第１の軸部４２は、駆動板４１と可動板２との間に設けられた節部４２１と、節部４２１と可動板２とを連結する可動板側軸部４２２と、節部４２１と駆動板４１とを連結する駆動板側軸部（駆動部側軸部）４２３とを有している。
【００３０】
可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、同軸的に設けられている。これら可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、それぞれ、光スキャナー１の駆動時に大きな変形が起こらない硬さに設定されているのが好ましく、実質的に変形しない硬さに設定されているのがより好ましい。これにより、後述するように、可動板２を安定して変位させることができる。なお、前記「変形」とは、Ｚ軸方向への屈曲または湾曲および中心軸まわりの捩じり変形を言う。
【００３１】
このような可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３は、節部４２１を介して連結している。節部４２１は、可動板側軸部４２２と駆動板側軸部４２３の間に設けられ、これらを連結している。図３に示すように、節部４２１は、一対の捩じり変形部４２１１、４２１２と、これらの間に設けられた非変形部４２１３と、捩じり変形部４２１１を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１４と、捩じり変形部４２１２を非変形部４２１３に接続する一対の接続部４２１５とを有している。
【００３２】
非変形部４２１３は、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。このような非変形部４２１３は、光スキャナー１の駆動時に実質的に変形しない硬さに設定されている。これにより、後述するように、非変形部４２１３の中心軸Ｊ４を中心に第１の軸部４２を屈曲させることができ、光スキャナー１を安定して駆動させることができる。なお、前記「変形」とは、非変形部４２１３のＺ軸方向への屈曲・湾曲および中心軸Ｊ４まわりの捩じり変形を言う。
このような非変形部４２１３に対して対称的に一対の捩じり変形部４２１１、４２１２が配置されている。捩じり変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、Ｙ軸方向に延在する棒状をなしている。また、捩じり変形部４２１１、４２１２は、互いにＸ軸方向に離間して並設されている。
【００３３】
また、可動板２側に位置する捩じり変形部４２１１は、その長手方向のほぼ中央にて可動板側軸部４２２の一端と連結し、同様に、駆動板４１側に位置する捩じり変形部４２１２は、その長手方向のほぼ中央にて駆動板側軸部４２３の一端と連結している。このような捩じり変形部４２１１、４２１２は、それぞれ、その中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
このような捩じり変形部４２１１は、一対の接続部４２１４によって非変形部４２１３に接続されており、捩じり変形部４２１２は、一対の接続部４２１５によって非変形部４２１３に接続されている。
【００３４】
一対の接続部４２１４の一方の接続部は、捩じり変形部４２１１および非変形部４２１３の一端部同士を連結するように設けられており、他方の接続部は、捩じり変形部４２１１および非変形部４２１３の他端部同士を連結するように設けられている。また、一対の接続部４２１５の一方の接続部は、捩じり変形部４２１２および非変形部４２１３の一端部同士を連結するように設けられており、他方の接続部は、捩じり変形部４２１２および非変形部４２１３の他端部同士を連結するように設けられている。
このような各接続部４２１４、４２１５は、Ｘ軸方向に延在する棒状をなしている。また、各接続部４２１４、４２１５は、Ｚ軸方向に湾曲可能でかつその中心軸まわりに捩じり変形可能となっている。
以上、振動系８の構成（形状）について具体的に説明した。
【００３５】
前述したように、このような構成の振動系８は、ＳＯＩ基板から一体的に形成されている。これにより、振動系８の形成が容易となる。具体的には、前述したように、振動系８には、積極的に変形させる部位と、変形させない（変形させたくない）部位とが混在している。一方、ＳＯＩ基板は、第１のＳｉ層と、ＳｉＯ２層と、第２のＳｉ層とがこの順に積層した基板である。そこで、変形させない部位を前記３つの層の全てで構成し、積極的に変形させる部位を第２のＳｉ層のみで構成することにより、すなわち、ＳＯＩ基板の厚さを異ならせることにより、変形させる部位と変形させない部位が混在する振動系８を簡単に形成することができる。なお、積極的に変形させる部位は、第２のＳｉ層とＳｉＯ２層の２層で構成されていてもよい。
【００３６】
前記「積極的に変形させる部位」には、第２の軸部４３、５３、捩じり変形部４２１１、４２１２、５２１１、５２１２および各接続部４２１４、４２１５、５２１４、５２１５が含まれ、前記「変形させない部位」には、可動板側軸部４２２、５２２、駆動板側軸部４２３、５２３、駆動板４１、５１および非変形部４２１３、５２１３が含まれる。また、連結部４、５以外の可動板２および支持部３も前記「変形させない部位」に含まれる。
【００３７】
以下、図４および図５に基づいて、振動系８の製造方法の一例を簡単に説明する。なお、振動系８の製造方法は、これに限定されない。
まず、図４（ａ）に示すように、第１のＳｉ層１１０と、ＳｉＯ２層１２０と、第２のＳｉ層１３０とがこの順で上側から積層してなるＳＯＩ基板（シリコン基板）１００を用意する。
【００３８】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１００の両面にＳｉＯ２膜Ｍ１、Ｍ２を形成する。次いで、図４（ｃ）に示すように、ＳｉＯ２膜Ｍ２をエッチングすることにより、可動板２、支持部３および一対の連結部４、５の平面視形状にパターニングするとともに、ＳｉＯ２膜Ｍ１をエッチングすることにより、可動板２、支持部３、駆動板４１、５１、可動板側軸部４２２、５２２、駆動板側軸部４２３、５２３および非変形部４２１３、５２１３に対応する形状にパターニングする。
【００３９】
次いで、図５（ａ）に示すように、ＳｉＯ２膜Ｍ１を介してＳＯＩ基板１００をエッチングする。この際、ＳＯＩ基板１００の中間層たるＳｉＯ２層１２０は、前記エッチングのストップ層として機能する。このエッチングが終了した後、今度は、ＳｉＯ２膜Ｍ２を介してＳＯＩ基板１００をエッチングする。この際も、ＳＯＩ基板１００の中間層たるＳｉＯ２層１２０は、前記エッチングのストップ層として機能する。
【００４０】
なお、エッチング方法としては、特に限定されず、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００４１】
次いで、図５（ｂ）に示すように、ＢＦＨ（バッファードフッ酸）等によって、ＳｉＯ２膜Ｍ１、Ｍ２およびＳｉＯ２層１２０の露出している部分をエッチング除去することにより、可動板２、支持部３および一対の連結部４、５の外形形状に加工される。
さらに、図５（ｃ）に示すように、可動板２の上面２１に金属膜を形成し、光反射部２２を形成する。金属膜（光反射部２２）の形成方法としては、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。
このようにして振動系８が得られる。
【００４２】
１−２．基台９
図２に示すように、基台９は、平板状の基部９１と、基部９１の縁部に沿って設けられた枠部９２とを有しており、箱状（枡状）をなしている。このような基台９は、枠部９２にて振動系８の支持部３の下面と接合されている。これにより、基台９によって振動系８が支持される。このような基台９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。なお、基台９と支持部３の接合方法としては、特に限定されず、例えば接着剤を用いて接合してもよく、陽極接合等の各種接合方法を用いてもよい。
【００４３】
１−３．変位手段６
図１に示すように、変位手段６は、永久磁石６１１、コイル６１２および電源６１３を有する第１の変位手段６１と、永久磁石６２１、コイル６２２および電源６２３を有する第２の変位手段６２とを有している。第１の変位手段６１は、連結部４に対応して設けられており、第２の変位手段６２は、連結部５に対応して設けられている。これにより、変位手段６の構成が簡単となる。
なお、第１の変位手段６１および第２の変位手段６２の構成は互いに同様であるため、以下では、第１の変位手段６１について代表して説明し、第２の変位手段６２については、その説明を省略する。
【００４４】
図６に示すように、永久磁石６１１は、棒状をなしており、その長手方向に磁化している。すなわち、永久磁石６１１は、その長手方向の一端側がＳ極となっており、他端側がＮ極となっている。このような永久磁石６１１は、駆動板４１に形成された貫通孔４１１に挿通されており、長手方向のほぼ中央で駆動板４１に固定されている。そして、永久磁石６１１が、駆動板４１の上下に同じ長さだけ突出し、かつ駆動板４１を介してＳ極とＮ極が対向する。これにより、後述するように、可動板２を安定して変位させることができる。
また、永久磁石６１１は、その長手方向が駆動板４１の面方向に直交するように設けられている。また、永久磁石６１１は、その中心軸が回動中心軸Ｊ２と交わるように設けられている。
【００４５】
このような永久磁石６１１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。
なお、本実施形態では、永久磁石６１１は、棒状をなしているが、永久磁石の形状としては、特に限定されず、例えば、板状をなしていてもよい。この場合には、永久磁石６１１を面方向に磁化させ、その面方向がＸ軸方向と直交するように駆動板４１に固定すればよい。これにより、永久磁石６１１のＸ軸方向長さを短くすることができるため、駆動板４１の回動に伴って発生する慣性モーメントを抑えることができる。
【００４６】
コイル６１２は、永久磁石６１１に作用する磁界を発生する。このようなコイル６１２は、振動系８の外側近傍に、Ｘ軸方向にて永久磁石６１１と対向するように配置されている。また、コイル６１２は、Ｘ軸方向の磁界を発生させることができるように、すなわち、コイル６１２の永久磁石６１１側がＮ極となりその反対側がＳ極となる状態と、コイル６１２の永久磁石６１１側がＳ極となりその反対側がＮ極となる状態とを発生させることができるように設けられている。
【００４７】
本実施形態の光スキャナー１は、振動系８の外側に基台９と固定的に設けられたコイル固定部６４を有しており、このコイル固定部６４が有するＸ軸方向に延在する突出部６４１にコイル６１２が巻き付けられている。このような構成とすることにより、コイル６１２を振動系８に対して固定でき、かつ、簡単に前述のような磁界を発生させることができる。また、突出部６４１を鉄などの軟磁性体で構成することにより、突出部６４１をコイル６１２の磁心して用いることができ、前述のような磁界をより効率的に発生させることもできる。
【００４８】
電源６１３は、コイル６１２に電気的に接続されている。そして、電源６１３からコイル６１２に所望の電圧を印加することにより、コイル６１２から前述したような磁界を発生させることができる。本実施形態では、電源６１３は、交番電圧および直流電圧を選択して印加できるようになっている。また、交番電圧を印加する際には、その強さ、周波数を変更できるようになっており、さらにオフセット電圧（直流電圧）を重畳させることもできるようになっている。
【００４９】
２．光スキャナー１の作動
次いで、光スキャナーの作動について説明する。
前述したように、光スキャナー１では、可動板２を回動させるパターンと、可動板２を振動させるパターンと、可動板２を所定位置で静止させるパターンとを選択することができるようになっている。以下、これら３つのパターンについて順次説明する。なお、以下では、説明の便宜上、永久磁石６１１、６２１が共に、Ｎ極を上側にして配置された構成について代表して説明する。
【００５０】
２−１．回動
まず、コイル６１２の永久磁石６１１側がＮ極、コイル６２２の永久磁石６２１側がＳ極となる第１の状態と、コイル６１２の永久磁石６１１側がＳ極、コイル６２２の永久磁石６２１側がＮ極となる第２の状態とが交互にかつ周期的に切り替わるように、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に交番電圧を印加する。電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧は、互いに同じ波形（強さおよび周波数が同じ）であるのが好ましい。
【００５１】
図７（ａ）に示す第１の状態では、永久磁石６１１のＳ極がコイル６１２に引き付けられるとともにＮ極がコイル６１２から遠ざかるため、一対の第２の軸部４３を捩じり変形させつつ、駆動板４１がその上面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ２まわりに傾斜する。これとともに、永久磁石６２１のＮ極がコイル６２２に引き付けられるとともにＳ極がコイル６２２から遠ざかるため、一対の第２の軸部５３を捩じり変形させつつ、駆動板５１がその下面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ３まわりに傾斜する。すなわち、駆動板４１、５１がともに図７（ａ）中時計回りに傾斜する。
【００５２】
この駆動板４１、５１の傾斜とともに、駆動板側軸部４２３は、可動板２側の端が下側を向くように傾斜し、駆動板側軸部５２３は、可動板２側の端が上側を向くように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端同士がＺ軸方向にずれた状態となる。
そして、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端同士がＺ軸方向にずれることによって、捩じり変形部４２１１、４２１２、５２１１、５２１２をその中心軸まわりに捩じり変形させるとともに各接続部４２１４、４２１５、５２１４、５２１５を湾曲変形させながら、可動板側軸部４２２、５２２および可動板２が一体的に図７（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００５３】
このように、第１の状態では、連結部４の第１の軸部４２がその途中にある節部４２１を中心に下側に屈曲するように（すなわち、下側に凸のＶ字状に）変形するとともに、連結部５の第１の軸部５２がその途中にある節部５２１を中心に上側に屈曲するように（すなわち、上側に凸のＶ字状に）変形することにより、回動中心軸Ｊ１を中心として、可動板２が図７（ａ）中反時計回りに傾斜する。
【００５４】
一方、図７（ｂ）に示す第２の状態では、前述した第１の状態と逆の変形が起こる。すなわち、第２の状態では、連結部４の第１の軸部４２が節部４２１を中心として上側に屈曲変形するとともに、連結部５の第１の軸部５２が節部５２１を中心として下側に屈曲変形することにより、回動中心軸Ｊ１を中心として、可動板２が図７（ｂ）中反時計回りに傾斜する。
このような第１の状態と、第２の状態とを交互に切り替えることによって、可動板２を回動中心軸Ｊ１まわりに回動させることができる。
【００５５】
なお、コイル６１２、６２２に印加する交番電圧の周波数としては特に限定されず、可動板２および連結部４、５で構成される振動系の共振周波数と等しくても、それ以下であってもよいが、前記共振周波数以下であるのが好ましい。すなわち、光スキャナー１を非共振で駆動するのが好ましい。これにより、光スキャナー１のより安定した駆動が可能となる。
【００５６】
ここで、本実施形態の光スキャナー１では、連結部４において、駆動板側軸部４２３と可動板側軸部４２２がそれぞれ実質的に変形しないため、第１の軸部４２を節部４２１で簡単に屈曲させることができる。連結部５についても同様である。そのため、上述のような安定した可動板２の回動を行うことができる。
また、連結部４において、節部４２１が非変形部４２１３を有しているため、この非変形部４２１３を軸にして第１の軸部４２を局所的に屈曲させることができる。連結部５についても同様である。そのため、第１の軸部４２、５２を簡単かつ確実に屈曲させることができ、可動板２を安定して回動させることができる。
【００５７】
また、連結部４において、節部４２１が可動板側軸部４２２と連結する捩じり変形部４２１１と、駆動板側軸部４２３と連結する捩じり変形部４２１２とを有し、第１の軸部４２の屈曲時に、捩じり変形部４２１１、４２１２が捩じり変形することにより、屈曲により発生する応力を効果的に緩和（キャンセル）している。連結部５についても同様である。そのため、前述のように第１の軸部４２、５２を確実に屈曲させることができるとともに、第１の軸部４２、５２の破壊を防止することができる。すなわち、光スキャナー１を安定して駆動することができる。
【００５８】
なお、可動板２の回動は、次のようにして行うこともできる。すなわち、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧に（＋）または（−）のオフセット電圧（直流電圧）を重畳してもよい。言い換えれば、永久磁石６１１、６２１のＮ極がコイル６１２、６２２に引き付けられる強さ（以下、単に「Ｎ極引き付け強さ」とも言う）と、永久磁石６１１、６２１のＳ極がコイル６１２、６２２に引き付けられる強さ（以下、単に「Ｓ極引き付け強さ」とも言う）とを異ならせてもよい。
以下、具体的に説明するが、前述したような、Ｎ極引き付け強さおよびＳ極引き付け強さが等しい状態を「通常状態」と言う。
【００５９】
コイル６１２、６２２のＳ極引き付け強さがＮ極引き付け強さよりも大きい場合には、通常状態と比較して、駆動板４１、５１の回動の上死点および下死点（回動方向が切り替わる点）がそれぞれ上側に移動する。その結果、図８に示すように、可動板２の回動中心軸Ｊ１が通常状態に比べて上側に移動する。逆に、コイル６１２、６２２のＳ極引き付け強さがＮ極引き付け強さよりも弱い場合には、通常状態と比較して、駆動板４１、５１の回動の上死点および下死点がそれぞれ下側に移動する。その結果、可動板２の回動中心軸Ｊ１が通常状態に比べて下側に移動する。
【００６０】
このように、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧にオフセット電圧を重畳することにより、可動板２の回動中心軸Ｊ１をＺ軸方向にずらすことができる。これにより、例えば、光スキャナー１がプロジェクター等の画像形成装置に組み込まれている場合に、画像形成装置を組み立てた後でも、光源から出射される光の可動板２までの光路長を調整することができる。すなわち、画像形成装置の組み立て時には、光源と可動板２との位置決めを精密に行うが、仮にこれらの位置が設定値に対してずれしまった場合でも、組み立て後に、光源と可動板２との位置を補正することができる。
【００６１】
２−２．振動
まず、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＮ極となる第１の状態と、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＳ極となる第２の状態とが、交互にかつ周期的に切り替わるように、電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に交番電圧を印加する。電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される交番電圧は、互いに同じ波形であるのが好ましい。
【００６２】
図９（ａ）に示す第１の状態では、前述した回動の場合と同様にして、駆動板４１、５１は、共にその上面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ２、Ｊ３まわりに傾斜する。このような駆動板４１、５１の傾斜に伴って、駆動板側軸部４２３、５２３は、共に可動板２側の端が駆動板４１側の端よりも下側に位置するように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端が自然状態に対して下側へ同じ距離移動する。
【００６３】
このように、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端がともに下側へ同じ距離移動することにより、節部４２１の捩じり変形部４２１１、４２１２および節部５２１の捩じり変形部５２１１、５２１２にその中心軸まわりの捩じり変形を生じさせながら、可動板側軸部４２２、５２２および可動板２が一体的に、かつ、可動板２の姿勢（すなわち面方向）を一定に保ちつつ下側に移動する。
【００６４】
一方、図９（ｂ）に示す第２の状態では、駆動板４１、５１は、共にその下面を可動板２側に向けるように回動中心軸Ｊ２、Ｊ３まわりに傾斜する。このような駆動板４１、５１の傾斜に伴って、駆動板側軸部４２３、５２３は、共に可動板２側の端が駆動板４１側の端よりも上側に位置するように傾斜する。これにより、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端が自然状態に対して上側へ同じ距離移動する。
【００６５】
このように、駆動板側軸部４２３、５２３の可動板２側の端がともに上側へ同じ距離移動することにより、節部４２１の捩じり変形部４２１１、４２１２および節部５２１の捩じり変形部５２１１、５２１２にその中心軸まわりの捩じり変形を生じさせながら、可動板側軸部４２２、５２２および可動板２が一体的に、かつ、可動板２の姿勢を一定に保ちつつ上側に移動する。
このような第１の状態と、第２の状態とを交互に切り替えることによって、可動板２をその姿勢を保ちつつ、すなわち光反射部２２の表面（反射面）をＸ−Ｙ平面と平行に保ちつつ、Ｚ軸方向に振動させることができる。
【００６６】
なお、コイル６１２、６２２に印加する交番電圧の周波数としては特に限定されず、可動板２および連結部４、５で構成される振動系の共振周波数と等しくても、それ以下であってもよいが、前記共振周波数と等しいのが好ましい。すなわち、光スキャナー１を共振で駆動するのが好ましい。これにより、光スキャナー１のより安定した駆動が可能となる。
このような振動パターンでも、前述した回動パターンと同様に、コイル６１２、６２２に印加する交番電圧にオフセット電圧を重畳させることにより、自然状態から上側（基台９と反対側）にシフトして可動板２を振動させたり、自然状態から下側（基台９側）にシフトして可動板２を振動させたりすることができる。
【００６７】
２−３．静止パターン
例えば、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＮ極となる状態となるように電源６１３、６１３からコイル６１２、６２２に直流電圧を印加する。電源６１３、６２３からコイル６１２、６２２に印加される直流電圧は、互いに同じ強さであるのが好ましい。このような電圧をコイル６１２、６２２に印加すると図９（ａ）に示すような状態で可動板２が静止する。一方、コイル６１２の永久磁石６１１側およびコイル６２２の永久磁石６２１側が共にＳ極となる状態となるように電源６１３、６１３からコイル６１２、６２２に直流電圧を印加すると、図９（ｂ）に示すような状態で可動板２が静止する。すなわち、可動板２が、自然状態とは異なる位置に維持される。
このような駆動によれば、例えば光反射部２２で反射した光の光路を自然状態のときに対してずらすことができるため、例えば、光スキャナー１を光スイッチとして利用するときに特に有効である。
【００６８】
また、例えば、光スキャナー１がプロジェクター等の画像形成装置に組み込まれている場合に、光源から異常なレーザーが出射されるなどの理由から、レーザーの装置外部への出射を停止しなければならない場合に、可動板２を自然状態とは異なる位置（レーザーの光路と交わらない位置）に退避させることにより、光反射部２２によるレーザーの反射を防止する。これにより、装置外部へのレーザーの出射を防止することができる。また、可動板２を変位させることにより光反射部２２で反射されたレーザーの光路を変更することにより、装置外部へのレーザーの出射を防止してもよい。これにより、このような問題を解決するための安全機構を別途組み込まなくてもよくなり、画像形成装置の製造工程が簡易化されるとともに、製造コストを削減することができる。
このような可動板２の静止駆動を応用し、コイル６１２、６２２に印加する直流電圧の強さを互いに異ならせることにより、可動板２を自然状態に対して傾けた状態で維持することもできる。また、コイル６１２、６２２に印加する直流電圧の強さを経時的に変化させることにより、可動板２を連続的または段階的に不規則に変位させることもできる。
以上、光スキャナー１の駆動について詳細に説明した。
【００６９】
ここで、光スキャナー１の構成の説明に戻るが、図１に示すように、回動中心軸Ｊ１と非変形部４２１３の中心軸Ｊ４との離間距離をＬ１とし、非変形部４２１３の中心軸Ｊ４と回動中心軸Ｊ２との離間距離をＬ２としたとき、Ｌ１とＬ２の大小関係は特に限定されず、Ｌ１＞Ｌ２であってもよい、Ｌ１＝Ｌ２であってもよく、Ｌ１＜Ｌ２であってもよい（連結部５についても同様である）。
【００７０】
Ｌ１＝Ｌ２の場合には、可動板２を回動させた際（第１の軸部４２が屈曲した際）のＸ軸に対する可動板側軸部４２２および駆動板側軸部４２３の傾きが互いに等しくなる。そのため、この場合には、捩じり変形部４２１１、４２１２にほぼ等しいトルクがかかることとなり、その結果、第１の軸部４２をより効率的に屈曲させることができる。Ｌ１＞Ｌ２の場合には、Ｌ１＝Ｌ２の場合と比較して可動板２の回動角を小さくすることができ、逆に、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、Ｌ１＝Ｌ２の場合と比較して可動板２の回動角を大きくすることができる。このように、Ｌ１、Ｌ２の関係は、光スキャナー１の使用用途に基づいて適宜設定すればよい。
【００７１】
また、前述したように、Ｌ１＝Ｌ２の場合には、捩じり変形部４２１１、４２１２にほぼ等しいトルクがかかることとなるため、捩じり変形部４２１１、４２１２を互いに同じ形状（物理的特性：捩じり変形のし易さ）を示すように構成するのが好ましい。これにより、捩じり変形部４２１１、４２１２のいずれか一方に過度な捩じれが生じたり、反対にいずれか一方の捩じれが不足したりするのを防止でき、第１の軸部４２をスムーズに屈曲することができる。
【００７２】
また、Ｌ１＞Ｌ２の場合には、第１の軸部４２が屈曲した際のＸ軸に対する駆動板側軸部４２３の傾きが可動板側軸部４２２の傾きよりも大きくなるため、捩じり変形部４２１１に加わるトルクよりも、捩じり変形部４２１２に加わるトルクの方が大きくなる。従って、この場合には、捩じり変形部４２１２が捩じり変形部４２１１よりも捩じり変形し易くなるように構成するのが好ましい。具体的には、例えば、捩じり変形部４２１２の幅を捩じり変形部４２１１の幅よりも細くするのが好ましい。これは、前述したように、連結部４は、ＳＯＩ基板１００をその厚さ方向にエッチングすることにより形成されるため、ＳＯＩ基板１００の面方向と一致する幅の制御は、簡単かつ、工程を増やさずに行うことができるためである。
また、Ｌ１＜Ｌ２の場合には、Ｌ１＞Ｌ２の場合とは逆に、捩じり変形部４２１１が捩じり変形部４２１２よりも捩じり変形し易くなるように構成するのが好ましい。
【００７３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の光スキャナーの第２実施形態について説明する。
図１０は、本発明の光スキャナーの第２実施形態を示す平面図である。
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。
第２実施形態の光スキャナーは、コイル固定部の構成が異なる以外は、第１実施形態の光スキャナー１とほぼ同様である。なお、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７４】
本実施形態の光スキャナー１では、コイル固定部６４Ａは、コイル６１２および永久磁石６１１を囲むように（第１の軸部４２に当たる部分を欠損させて）形成された本体部６４２Ａを有している。このような本体部６４２Ａは、コイル６１２から発生する磁力が永久磁石６１１に作用しつつ、コイル固定部６４Ａの外側に漏れ出すのを防止または抑制する。すなわち、本体部６４２Ａは、防磁性を有している。これにより、例えば、コイル６１２から発生した磁界が反対側の永久磁石６２１に作用するのを防止することができ、光スキャナー１を安定して駆動することができる。
【００７５】
本体部６４２Ａの構成は、前述の効果を発揮することができれば特に限定されず、例えば、コア材料として利用される軟磁性体で構成されていてもよいし、表面に防磁性の塗料が塗布されていてもよい。
なお、コイル６２２を固定する図示しないコイル固定部についても、コイル固定部６４Ａと同様の構成である。
このような第２実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００７６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の光スキャナーの第３実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光スキャナーの第３実施形態を示す平面図である。
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。
【００７７】
第３実施形態の光スキャナーは、変位手段の構成が異なる以外は、前述した光スキャナーとほぼ同様である。なお、本実施形態では、変位手段が有する第１の変位手段と第２の変位手段の構成が互いに同様であるため、第１の変位手段について代表して説明し、第２の変位手段については、その説明を省略する。また、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００７８】
図１１に示すように、第１の変位手段６１Ｂは、永久磁石６１１Ｂと、コイル６１２Ｂと、電源６１３Ｂとを有している。永久磁石６１１Ｂは、平板状をなしており、駆動板４１の下面（基台９側の面）に固定されている。また、永久磁石６１１Ｂは、駆動板４１に固定された状態で、回動中心軸Ｊ２に対してＳ極とＮ極とが対向するように設けられている。
【００７９】
コイル６１２Ｂは、永久磁石６１１の下側に設けられている。このコイル６１２Ｂは、電源６１３Ｂから電圧が印加されることにより、Ｘ軸方向の磁界を発生させることができる。そして、コイル６１２Ｂから発生した磁界の作用により、永久磁石６１１ＢのＳ極およびＮ極の一方をコイル６１２Ｂに引き寄せ、他方をコイル６１２Ｂから遠ざけることにより、駆動板４１を回動中心軸Ｊ２まわり傾斜させることができる。
このような第３実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の光スキャナーの第４実施形態について説明する。
図１２は、本発明の光スキャナーの第４実施形態を示す斜視図である。
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。
【００８１】
第４実施形態の光スキャナーは、各連結部の節部が有する非変形部の構成が異なる以外は、前述した光スキャナーとほぼ同様である。なお、本実施形態では、各連結部４、５における非変形部の構成が互いに同様であるため、連結部４について代表して説明し、連結部５については、その説明を省略する。また、前述した第１実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
【００８２】
図１２に示すように、連結部４Ｃの節部４２１Ｃでは、非変形部４２１３Ｃが一対設けられている。一対の非変形部４２１３Ｃは、互いにＹ軸方向に離間し、Ｙ軸と平行な１つの軸線上に位置している。このような構成の連結部４Ｃでも、一対の非変形部４２１３Ｃ結んだ線分を軸にして第１の軸部４２Ｃを局所的に屈曲させることができる。
このような第４実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。
【００８３】
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。
具体的に、図１３に示すようなプロジェクター２００について説明する。なお、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。
【００８４】
プロジェクター２００は、レーザーなどの光を照出する光源装置２１０と、クロスダイクロイックプリズム２２０と、１対の本発明の光スキャナー２３０、２４０（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２５０とを有している。
光源装置２１０は、赤色光を照出する赤色光源装置２１１と、青色光を照出する青色光源装置２１２と、緑色光を照出する緑色光源装置２１３とを備えている。
クロスダイクロイックプリズム２２０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２１１、青色光源装置２１２、緑色光源装置２１３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。
【００８５】
このようなプロジェクター２００は、赤色光源装置２１１、青色光源装置２１２、緑色光源装置２１３のそれぞれから、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて照出された光をクロスダイクロイックプリズム２２０で合成し、この合成された光が光スキャナー２３０、２４０によって走査され、さらに固定ミラー２５０によって反射されてスクリーンＳＣ上でカラー画像を形成するように構成されている。
【００８６】
ここで、光スキャナー２３０、２４０の光走査について具体的に説明する。
まず、クロスダイクロイックプリズム２２０で合成された光は、光スキャナー２３０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２４０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。
【００８７】
このような走査方法は、いわゆるラスタースキャンと言われる方法であり、その他、いわゆるベクタースキャンを用いてスクリーンＳＣに光を走査してもよい。ベクタースキャンとは、光源装置２１０から出射した光をスクリーンＳＣ対し、当該スクリーンＳＣ上の異なる２点を結ぶ線分を順次形成するように走査する手法である。すなわち、微少な直線を集合させることにより、スクリーンＳＣに所望の画像を形成する手法である。ここで、本発明の光スキャナーでは、前述したように、可動板２不規則に連続的に変位させることができるため、このようなベクタースキャンにも適している。
【００８８】
このような光スキャナー２３０、２４０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。
ただし、プロジェクター２００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２５０を省略してもよい。
【００８９】
以上、本発明の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、例えば、本発明の光スキャナーでは、前述した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１……光スキャナー ２……可動板 ２１……面 ２２……光反射部 ３……支持部 ４、４Ｃ、５……連結部 ４１、５１……駆動板 ４１１……貫通孔 ４２、４２Ｃ、５２……第１の軸部 ４２１、４２１Ｃ、５２１……節部 ４２１１、４２１２、５２１１、５２１２……捩じり変形部 ４２１３、４２１３Ｃ、５２１３……非変形部 ４２１４、４２１５、５２１４、５２１５……接続部 ４２２、５２２……可動板側軸部 ４２３、５２３……駆動板側軸部 ４３、５３……第２の軸部 ６……変位手段 ６１、６１Ｂ……第１の変位手段 ６２……第２の変位手段 ６１１、６１１Ｂ、６２１……永久磁石 ６１２、６１２Ｂ、６２２……コイル ６１３、６１３Ｂ、６２３……電源 ６４、６４Ａ……コイル固定部 ６４１……突出部 ６４２Ａ……本体部 ８……振動系 ９……基台 ９１……基部 ９２……枠部 １００……ＳＯＩ基板 １１０……第１のＳｉ層 １２０……ＳｉＯ２層 １３０……第２のＳｉ層 ２００……プロジェクター ２１０……光源装置 ２１１……赤色光源装置 ２１２……青色光源装置 ２１３……緑色光源装置 ２２０……クロスダイクロイックプリズム ２３０、２４０……光スキャナー ２５０……固定ミラー Ｍ１、Ｍ２……ＳｉＯ２膜 Ｊ１、Ｊ２……回動中心軸 Ｊ３、Ｊ４……中心軸 ＳＣ……スクリーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成されていることを特徴とする光スキャナー。
【請求項２】
前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記一対の連結部は、それぞれ、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された前記駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する前記軸部である第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記変位手段によって、前記第２の軸部を捩じり変形させつつ前記駆動部をＹ軸まわりに回動させることにより、前記第１の軸部を屈曲させるように構成されている請求項１に記載の光スキャナー。
【請求項３】
各前記連結部が有する前記第１の軸部は、延在方向の途中に設けられた節部と、前記節部と前記可動板とを連結する可動板側軸部と、前記節部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記節部で屈曲する請求項１または２に記載の光スキャナー。
【請求項４】
各前記連結部が有する前記第１の軸部は、前記可動板の厚さ方向の一方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第１の変形と、他方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第２の変形とをし得る請求項１ないし３のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項５】
前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部の一方の前記第１の軸部に前記第１の変形をさせるとともに、他方の前記第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態と、前記一方の第１の軸部に前記第２の変形をさせるとともに、前記他方の第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を前記Ｙ軸まわりに回動させる請求項４に記載の光スキャナー。
【請求項６】
前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第１の変形をさせた状態と、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第２の変形をさせた状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を該可動板の厚さ方向へ振動させる請求項４に記載の光スキャナー。
【請求項７】
各前記連結部の前記節部は、Ｙ軸まわりに捩じり変形する捩じり変形部を有する請求項３ないし６のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項８】
各前記連結部の前記節部は、前記捩じり変形部を一対有し、
前記一対の捩じり変形部のうちの一方の前記捩じり変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記捩じり変形部は、前記駆動部側軸部に連結されている請求項７に記載の光スキャナー。
【請求項９】
各前記連結部の前記節部は、前記一対の捩じり変形部の間に設けられ、Ｙ軸方向に延在しＹ軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有している請求項８に記載の光スキャナー。
【請求項１０】
各前記連結部の前記可動板側軸部および前記駆動部側軸部は、それぞれ、実質的に変形しない請求項３ないし９のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項１１】
各前記連結部は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層をこの順で積層してなるＳＯＩ基板から形成されている請求項９または１０に記載の光スキャナー。
【請求項１２】
各前記連結部の前記可動板側軸部、前記非変形部、前記駆動部側軸部および前記駆動部は、それぞれ、前記第１のＳｉ層、前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層で構成されており、前記捩じり変形部および第２の軸部は、それぞれ、前記第２のＳｉ層で構成されている請求項１１に記載の光スキャナー。
【請求項１３】
前記変位手段は、前記一対の連結部に対応して一対設けられており、
各前記変位手段は、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有している請求項１ないし１２のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項１４】
各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、Ｘ軸方向の磁界を発生させるように設けられている請求項１３に記載の光スキャナー。
【請求項１５】
各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記駆動部を貫通して設けられている請求項１４に記載の光スキャナー。
【請求項１６】
光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成された光スキャナーを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成されていることを特徴とする光スキャナー。
【請求項２】
前記可動板の平面視にて直交する２軸をＸ軸およびＹ軸としたとき、
前記一対の連結部は、それぞれ、前記可動板とＸ軸方向に離間配置された前記駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結しＸ軸方向に延在する前記軸部である第１の軸部と、前記駆動部と前記支持部とを連結しＹ軸方向に延在する第２の軸部とを有し、
前記変位手段によって、前記第２の軸部を捩じり変形させつつ前記駆動部をＹ軸まわりに回動させることにより、前記第１の軸部を屈曲させるように構成されている請求項１に記載の光スキャナー。
【請求項３】
各前記連結部が有する前記第１の軸部は、延在方向の途中に設けられた節部と、前記節部と前記可動板とを連結する可動板側軸部と、前記節部と前記駆動部とを連結する駆動部側軸部とを有し、前記節部で屈曲する請求項１または２に記載の光スキャナー。
【請求項４】
各前記連結部が有する前記第１の軸部は、前記可動板の厚さ方向の一方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第１の変形と、他方側に凸のＶ字状となるように前記節部で屈曲する第２の変形とをし得る請求項１ないし３のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項５】
前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部の一方の前記第１の軸部に前記第１の変形をさせるとともに、他方の前記第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態と、前記一方の第１の軸部に前記第２の変形をさせるとともに、前記他方の第１の軸部に前記第２の変形をさせる状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を前記Ｙ軸まわりに回動させる請求項４に記載の光スキャナー。
【請求項６】
前記変位手段によって、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第１の変形をさせた状態と、各前記連結部が有する前記第１の軸部に前記第２の変形をさせた状態とを交互に繰り返すことにより、前記可動板を該可動板の厚さ方向へ振動させる請求項４に記載の光スキャナー。
【請求項７】
各前記連結部の前記節部は、Ｙ軸まわりに捩じり変形する捩じり変形部を有する請求項３ないし６のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項８】
各前記連結部の前記節部は、前記捩じり変形部を一対有し、
前記一対の捩じり変形部のうちの一方の前記捩じり変形部は、前記可動板側軸部に連結され、他方の前記捩じり変形部は、前記駆動部側軸部に連結されている請求項７に記載の光スキャナー。
【請求項９】
各前記連結部の前記節部は、前記一対の捩じり変形部の間に設けられ、Ｙ軸方向に延在しＹ軸まわりに捩じり変形しない非変形部を有している請求項８に記載の光スキャナー。
【請求項１０】
各前記連結部の前記可動板側軸部および前記駆動部側軸部は、それぞれ、実質的に変形しない請求項３ないし９のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項１１】
各前記連結部は、第１のＳｉ層、ＳｉＯ２層および第２のＳｉ層をこの順で積層してなるＳＯＩ基板から形成されている請求項９または１０に記載の光スキャナー。
【請求項１２】
各前記連結部の前記可動板側軸部、前記非変形部、前記駆動部側軸部および前記駆動部は、それぞれ、前記第１のＳｉ層、前記ＳｉＯ２層および前記第２のＳｉ層で構成されており、前記捩じり変形部および第２の軸部は、それぞれ、前記第２のＳｉ層で構成されている請求項１１に記載の光スキャナー。
【請求項１３】
前記変位手段は、前記一対の連結部に対応して一対設けられており、
各前記変位手段は、前記駆動部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを有している請求項１ないし１２のいずれかに記載の光スキャナー。
【請求項１４】
各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、Ｘ軸方向の磁界を発生させるように設けられている請求項１３に記載の光スキャナー。
【請求項１５】
各前記変位手段において、前記永久磁石は、前記駆動部を貫通して設けられている請求項１４に記載の光スキャナー。
【請求項１６】
光反射性を有する光反射部を有する可動板と、
前記可動板を支持する支持部と、
前記可動板の両側に設けられ、前記可動板と前記支持部とを連結する一対の連結部と、
前記可動板を変位させる変位手段とを有し、
各前記連結部は、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記駆動部および前記可動板を連結する軸部とを有し、
各前記連結部の前記軸部は、該軸部の長手方向の途中で前記可動板の厚さ方向へ屈曲可能であり、
前記変位手段によって各前記連結部の前記駆動部を回動させ、当該回動によって前記軸部を屈曲させることにより、前記可動板を変位させるように構成された光スキャナーを備える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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１７５０４３（Ｐ２０１１−１７５０４３Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７９９６（Ｐ２０１０−３７９９６）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【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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