光走査装置
【課題】光走査装置の走査性能を向上することのできる技術を提供する。
【解決手段】プレート部２０が、本体部２３と、本体部２３とミラー部２１を連結するヒンジ部と、本体部２３および前記ヒンジ部を囲む枠部２２とを有している。本体部２３は、枠部２２の片持部により片持ちされている。プレート部２０が、枠部２２で支持されて下ケース部４０に設けられており、上ケース部５０が、枠部２２を押さえて下ケース部４０と組み付けられている。そして、枠部２２と上ケース部５０との間で挟まれる弾性を有するスペーサ６０を備えている。
【解決手段】プレート部２０が、本体部２３と、本体部２３とミラー部２１を連結するヒンジ部と、本体部２３および前記ヒンジ部を囲む枠部２２とを有している。本体部２３は、枠部２２の片持部により片持ちされている。プレート部２０が、枠部２２で支持されて下ケース部４０に設けられており、上ケース部５０が、枠部２２を押さえて下ケース部４０と組み付けられている。そして、枠部２２と上ケース部５０との間で挟まれる弾性を有するスペーサ６０を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−２９３１１６号公報（特許文献１）およびＷＯ２００８／０３８６４９（特許文献２）には、ミラー部を支持する捻れ梁部を有する基板に圧電体を配置し、基板の板波（撓み）を利用してミラー部に捻れ振動を生じさせることができる光走査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９３１１６号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／０３８６４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に本発明者らが検討した光走査装置１１０の断面を示す。図１に示すように、光走査装置１１０は、ミラー部１２１を有する素子部（光スキャナ）であるプレート部１２０と、プレート部１２０を固定（収納）するケース１３０と、ミラー部１２１に光を投射する光源１６０とを備えている。光走査装置１１０は、揺動するミラー部１２１に対して光源１６０から光を投射し、そのミラー部１２１からの反射光１６１で被対象物を走査するものである。
【０００５】
ここで、光走査装置１１０の構成部品について説明する。光走査装置１１０のプレート部１２０は、枠部１２２と、枠部１２２の内側で片持ちされた本体部１２３と、本体部１２３を撓ませることにより安定した定在波を発生させてミラー部１２１を揺動させるための軸となるヒンジ部（図１では図示せず）とを有している。また、光走査装置１１０のケース１３０は、主に基材として用いる下ケース部１４０と、その上側で主に押さえとして用いる上ケース部１５０とを有している。
【０００６】
これらにより、プレート部１２０が枠部１２２で支持されて下ケース部１４０に設けられており、枠部１２２を直接に押さえる上ケース部１５０が、下ケース部１４０と組み付けられて（固定されて）、光走査装置１１０が構成されている。
【０００７】
このように、プレート部１２０がケース１３０に固定された光走査装置１１０では、プレート部１２０の本体部１２３に、例えば、振動源１２４を設け、この振動源１２４を作動させて本体部１２３を撓ませることによりヒンジ部を揺動軸とするミラー部１２１を揺動させながら照射光１６１を反射することができる。
【０００８】
しかしながら、本発明者らが検討した光走査装置１１０では、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生してしまい、正確なライン状の走査を行うことができない場合が観られた。すなわち、光走査装置としての走査性能が低減してしまう場合が生じた。このような異常振幅などは、プレート部１２０が動作することによるエネルギーを、ケース１３０が均一に受け持てなくなるためであると、本発明者らは見出している。
【０００９】
なお、特許文献１では、捻れ振動するミラー部を有する基板（特許文献１の例えば図６の符号１０）の一端が壁のような支持部材（同図の符号１６）に片持ち状に、単に支持（固定）されていることが開示されている。しかしながら、光走査装置１１０のように、プレート部１２０を直接に上ケース部１５０で押さえて、下ケース部１４０と固定することまでは開示も示唆もされていない。したがって、特許文献１では、光走査装置１１０で発生した、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生するといった課題は考慮されていないものと考えられる。このことは、光走査装置１１０のようなプレート部１２０を直接に上ケース部１５０で押さえて、下ケース部１４０と固定することについて開示されていない特許文献２も同様であると考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、光走査装置の走査性能を向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
本発明の一実施形態における光走査装置は、ミラー部を有するプレート部と、前記プレート部を第１ケース部と第２ケース部とで組み付けて固定するケースとを備え、揺動する前記ミラー部からの反射光で走査するものである。前記プレート部が、本体部と、前記本体部と前記ミラー部を連結するヒンジ部と、前記本体部および前記ヒンジ部を囲む枠部とを有している。前記本体部は、前記枠部の片持部により片持ちされている。前記プレート部が、前記枠部で支持されて前記第１ケース部に設けられている。前記第２ケース部が、前記枠部を押さえて前記第１ケース部と組み付けられている。そして、前記光走査装置は、前記枠部と前記第２ケース部との間で挟まれる弾性を有するスペーサを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば次のとおりである。本発明の一実施形態によれば、走査性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明者らが検討した光走査装置（従来例）を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における光走査装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線における光走査装置を模式的に示す断面図である。
【図４】図２における光走査装置の下ケース部を模式的に示す平面図である。
【図５】図２における光走査装置の上ケース部を模式的に示す平面図である。
【図６】図２における光走査装置のプレート部を模式的に示す平面図である。
【図７】図２における光走査装置のスペーサを模式的に示す平面図である。
【図８】図２における光走査装置に対するスペーサの作用を説明するための表である。
【図９】本発明の他の実施形態における光走査装置の要部を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１６】
（実施形態１）
図２に本実施形態における光走査装置１０の平面を示す。また、図３に図２のＸ−Ｘ線における光走査装置１０の断面を示す。また、図４に光走査装置１０の下ケース部４０の平面を示す。また、図５に光走査装置１０の上ケース部５０の平面を示す。また、図６に光走査装置１０のプレート部２０の平面を示す。また、図７に光走査装置１０のスペーサ６０の平面を示す。また、図２、図４、図５、図６および図７で示される各部材は、各図において左右方向が長手、上下方向が短手となっている。なお、図３の断面図では、説明を明解にするため、ネジ３１にはハッチングを付していない。
【００１７】
光走査装置１０は、ミラー部２１を有するプレート部２０と、プレート部２０を下ケース部４０と上ケース部５０とで組み付けて固定（収納）するケース３０と、ミラー部２１に光を投射する光源（図示せず）とを備えている。光走査装置１０は、揺動するミラー部２１に対して光源から光を投射し、そのミラー部２１からの反射光で被対象物を走査するものである。以下に、光走査装置１０のより具体的な構成について説明する。
【００１８】
光走査装置１０のケース３０は、主に基材として用いる下ケース部４０と、その上側で主に押さえとして用いる上ケース部５０とを有している。
【００１９】
下ケース部４０は、図４に示すように、上面が開放された筐体状となっている。この下ケース部４０では、開口端４４と、内周縁部に設けられた段付部４５と、段付部より深い位置に底部４６とが形成されている。言い換えると、下ケース部４０を、板状としてみた場合、図４に示すように、平面矩形状をしている。この下ケース部４０は、その厚さ方向（深さ方向）に１段目の凹部４１と、凹部４１よりも深い２段目の凹部４２と、開口端面に厚さ方向に貫通したネジ穴４３とを有している。
【００２０】
下ケース部４０の凹部４１は、プレート部２０（図６参照）が配置できるような平面形状として平面矩形状をしている。この凹部４１でプレート部２０の枠部２２が支持されることとなる（図３、図６参照）。このように、凹部４１の平面形状を、プレート部２０の外形状と同一のものとすることで、容易に下ケース部４０にプレート部２０を配置することができる。
【００２１】
また、プレート部２０は凹部４２を覆うように配置される（図３参照）。また、凹部４２は、プレート部２０の厚さ方向に深く形成されているため、本体部２３（プレート本体）の撓みによる振動や、ミラー部２１の揺動を妨げないようになっている。
【００２２】
次に、板状の上ケース部５０は、図５に示すように、平面矩形状をしている。この上ケース部５０は、厚さ方向に貫通した開口部５１が形成された枠部５２と、枠部５２に厚さ方向に貫通したネジ固定用の穴５３とを有している。開口部５１は、光源からの光がミラー部２１へ投射（入射）し、そのミラー部２１からの反射光が出射すると共に本体部２３の撓みによる振動や、ミラー部２１の揺動を妨げないように設けられている。
【００２３】
本実施形態では、上ケース部５０の開口部５１の開口部形状と、下ケース部４０の凹部４２の底面部形状とは、同一となるようにしている。これにより、上ケース部５０の枠部５２は、下ケース部４０の開口端４４と重ね合わせて組み付けられる。
【００２４】
光走査装置１０のプレート部２０は、図６に示すように、平面矩形状をしている。このプレート部２０は、その枠となる平面矩形状の枠部２２と、枠部２２の内側で片持ちされた本体部２３と、本体部２３を撓ませることによりミラー部２１を連結し、揺動軸となるヒンジ部２５（捻れ梁）と、本体部２３と枠部２２とに架け渡された支持梁部２６とを有している。言い換えると、プレート部２０は、本体部２３、ヒンジ部２５および支持梁部２６などを囲む枠部２２を有している。
【００２５】
このプレート部２０は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。また、プレート部２０は、例えば、板状の金属材料を例えばエッチング加工、打ち抜き加工、レーザ加工、ワイヤーカット加工などによって、図６に示すような平面形状とすることができる。
【００２６】
プレート部２０では、枠部２２と本体部２３との間には貫通する開口部２７、２８が形成されており、このため枠部２２の内側で片持ちされた本体部２３が撓むようになっている。この開口部２７は本体部２３の固定端側（枠部２２の一方の短手側）に形成されている。また、開口部２８は本体部２３の自由端側（枠部２２の他方の短手側）に形成されている。
【００２７】
また、本体部２３は、矩形状の中央部から片持ちされる枠部２２の一方の短手側に向かってくびれるくびれ部２３ａと、他方の短手側にヒンジ部２５を支持するプレート舌部２３ｂとを有している。また、ミラー部２１を揺動するための捻れ梁部であるヒンジ部２５がミラー部２１の両側に設けられている。片側のヒンジ部２５の一端がミラー部２１と接続されており、他端がプレート舌部２３ｂと接続されている。
【００２８】
本実施形態では、くびれ部２３ａ（本体部２３の固定端）と接している枠部２２の領域を片持部２２ａ（図６では明解とするためハッチングを付している）としている。すなわち、枠部２２が、片持部２２ａを有している。よって、本体部２３は、枠部２２の内側で片持部２２ａにより片持ちされていることとなる。
【００２９】
また、プレート部２０は、本体部２３を片持ちする片持部２２ａとは別に、本体部２３と枠部２２とを連結する２つの支持梁部２６を有している。２つの支持梁部２６は、本体部２３の中央部から自由端側であって、本体部２３を挟んで対称となるように設けられている。本実施形態では、支持梁部２６と接している枠部２２の領域を支持梁連結部２２ｄ（図６では明確とするためにハッチングを付している）としている。
【００３０】
なお、本実施形態では、支持梁部２６によって本体部２３と枠部２２とが連結（接続）されているが、本体部２３は枠部２２の内側で片持ちされているとしている。支持梁部２６はミラー部２１の上下方向の変位を抑制するために設けるものであって、本体部２３を撓ませるために作用するものではないからである。
【００３１】
また、本体部２３の中央部には振動源２４が設けられている。振動源２４としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電素子や、その他に圧電体、磁歪体、永久磁石体などを用いることができる。振動源２４として、圧電素子を用いた場合、本体部２３に接着などによって振動源２４を設けることができる。この際、図示しない配線により交番電圧を加えることでＰＺＴを伸縮させ、本体部２３を連続的に撓ませることにより定在波を発生させる。また、振動源２４として、圧電体、磁歪体、永久磁石体を用いた場合、本体部２３上に例えばエアロゾルデポジション法などによって膜状に振動源２４を直接形成することができる。
【００３２】
このように、プレート部２０がケース３０に固定された光走査装置１０では、振動源２４を作動させて本体部２３を撓ませることにより、ヒンジ部２５を揺動軸とするミラー部２１を揺動させながら照射光を反射することができる。このため、ミラー部２１は、プレート部２０（本体部２３）に金属板を使用する場合には鏡面仕上げされたものを用いると良い。金属板以外の基板や、金属板においてもより高い反射性能が要求される場合には、真空蒸着、スパッタリング、化学的気相成長法等の薄膜形成技術により、ミラー部２１へ薄膜（例えば、金、アルミニウムなど）を形成するか、またはミラー部２１へ別途ミラー用反射材料（例えば、シリコン、セラミックなど）を貼付けても良い。
【００３３】
光走査装置１０のシート状のスペーサ６０は、図７に示すように、平面矩形状をしている。このスペーサ６０は、厚さ方向に貫通した開口部６１が形成された枠部６２を有している。開口部６１は、光源からの光がミラー部２１へ投射（入射）し、そのミラー部２１からの反射光が出射すると共に本体部２３の撓みによる振動や、ミラー部２１の揺動を妨げないように設けられている。なお、本実施形態では、スペーサ６０の開口部６１の開口部形状と、下ケース部４０の凹部４２の底面部形状や上ケース部５０の開口部５１の開口部形状とは、同一となるようにしている。また、板状のスペーサ６０は、他の部品（プレート部２０など）より薄く、シート状になっている。
【００３４】
スペーサ６０としては、弾性を有するもの（弾性体）を用いている。具体的には、ケース３０を剛体としたときに、それに対してスペーサ６０を弾性体としている。弾性体としては、例えばポリプロピレン系やポリエステル系などの樹脂材料、シリコーン、ゴムを用いることができる。なお、本実施形態では、スペーサ６０の形状を、開口部６１が形成された枠部６２をシート状にして用いているが、ブロック状、テープ状としても良い。また、厚さ方向に貫通した開口部６１が形成された枠部６２を有するスペーサ６０は、抜き加工や金型加工によって形成することができる。
【００３５】
このような部品を有する光走査装置１０では、図３に示すように、プレート部２０が長手方向一端側（固定端側）の枠部２２で支持されて下ケース部４０に設けられており、上ケース部５０が、プレート部２０の枠部２２を押さえて下ケース部４０と組み付けられている。また、プレート部２０の枠部２２と上ケース部５０との間でスペーサ６０が挟まれている。この光走査装置１０を動作させたところ、本発明者らが検討した光走査装置１１０と同様な光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生しまうことは観られなかった。
【００３６】
本実施形態における光走査装置１０に対して、本発明者らが検討した光走査装置１１０（図１参照）では、プレート部１２０の枠部１２２と上ケース部１５０との間で、スペーサ６０（弾性体）のようなスペーサが挟まれていない点で相違する。プレート部１２０の本体部１２３を撓ませて定在波を発生させるという観点から、プレート部１２０の枠部１２２の内側で本体部１２３を片持ちしている。このため、片持ちされている側を、強く固定しなければ、本体部１２３に安定した定在波を発生させることができないという既成概念が光走査装置１１０にはあった。また、光走査装置１１０では共振現象を利用しているので、そのためのエネルギーを逃がさないように、剛性の高い上ケース部１５０と下ケース部１４０でプレート部１２０を強く固定しなければならないという既成概念があり、そのためエネルギーを消費する弾性体を用いるという発想はなかった。
【００３７】
しかしながら、本実施形態では、プレート部２０の枠部２２と上ケース部５０との間に弾性を有するスペーサ６０（弾性体）を挟むこととしている。これにより、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生を防いでいる。このことは、ケース３０を構成する上ケース部５０とプレート部２０がそれぞれの固定面にて、片当たり等のアンバランスの発生を抑制することができたためと考えられる。
【００３８】
光走査装置１１０は、下ケース部１４０と上ケース部１５０によりプレート部１２０を挟み込んで構成している。プレート部１２０、下ケース部１４０、上ケース部１５０は、金属材料を用いており、固定方法にはネジ（ボルト）による締結を行っている。ネジの締結にはトルクドライバーによるトルク管理を行っているが、実際には、プレート部１２０と下ケース部１４０、上ケース部１５０との間に片当たりが発生して、これが動作不安定になっているものと考えられる。
【００３９】
そこで、本実施形態における光走査装置１０では、プレート部２０やケース３０の金属材料に対して、十分に剛性の低い樹脂材料（弾性体）からなるスペーサ６０を、プレート部２０の固定時に使用している。このスペーサ６０がわずかに変形することにより、固定の際のプレート部２０への接触面積が増えて固定の際の片当たりを解消することができ、動作を安定することができる。言い換えると、十分に剛性の低い樹脂材料（弾性体）からなるスペーサ６０を用いても、共振現象のためのエネルギーが保持されるとともに、動作を安定とすることができる。
【００４０】
このように、本実施形態における光走査装置１０では、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生を防止することができるので、正確なライン状の走査を行うことができる。すなわち、光走査装置の走査性能の向上することができる。
【００４１】
以下に、光走査装置１０に対するスペーサ６０の作用について具体的に説明する。本実施形態における光走査装置を検討するにあたり、図８に検討した種々のスペーサ（材料）を示す。実施例１〜３の光走査装置と実施例４の光走査装置とにより、スペーサの有無による比較ができる。また、実施例１の光走査装置と実施例２の光走査装置とにより、スペーサの剛性の強弱による比較ができる。また、実施例２の光走査装置と実施例３の光走査装置とにより、厚さの厚薄による比較ができる。なお、走査動作の評価は、振動源２４としての圧電素子に１８〜３０Ｖの駆動電圧を印加させ、周波数、光学走査角および動作状態の観測により行う。
【００４２】
まず、実施例１〜３の光走査装置と実施例４の光走査装置から、弾性を有するスペーサを用いたものでは動作が安定しているのに対し、スペーサを用いないものでは、光走査装置１１０と同様に、走査はするが最も不安定な動作状態となり、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生してしまい、正確なライン状の走査を行うことができない場合が観られた。これから、光走査装置１０の走査性能を向上する上で、スペーサ６０は有効である。
【００４３】
ここで、弾性を有するスペーサ６０は、単に、下ケース部４０と上ケース部５０との間で挟まれていれば良いわけではないことを本発明者らは見出している。すなわち、プレート部２０（枠部２２）と上ケース部５０との間にスペーサ６０を挟むのではなく、プレート部２０（枠部２２）と下ケース部４０との間にスペーサ６０を挟んだ場合には、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生してしまうことを本発明者らは見出している。
【００４４】
そこで、本実施形態では基材として用いる下ケース部４０にプレート部２０を直接固定するようにし、片当たり等のアンバランスの発生を抑制するために、プレート部２０（枠部２２）と上ケース部５０との間にスペーサ６０を挟む構成としている。言い換えると、剛性の強い下ケース部４０（基材）にプレート部２０を直接固定し、プレート部２０と剛性の弱い上ケース部５０（押さえ）との間に弾性を有するスペーサ６０を挟む構成としている。なお、弾性を有するスペーサ６０とは別に、下ケース部４０と同等の剛性の強いスペーサを用意し、これを下ケース部４０とプレート部２０との間に設けて、下ケース部４０にプレート部２０を固定しても良い。
【００４５】
次に、実施例１の光走査装置と実施例２の光走査装置から、弾性を有するスペーサのヤング率が高いものに対して、ヤング率が低いものがより安定している状態が観られた。このことは、ヤング率が高くなると、剛性が強くなることが影響しているものと考えられる。すなわち、ヤング率が高くなると、プレート部２０を上ケース部５０で直接押さえた状態に近づき、結果として動作が不安定な傾向になるものと考えられる。但し、実施例２のスペーサ材を用いた場合であっても、実用上十分である。このため、生産性、コスト性、使用環境を考慮して、実施例１、２の樹脂を選択すれば良い。
【００４６】
次に、実施例２の光走査装置と実施例３の光走査装置から、弾性を有するスペーサの厚さが厚いものに対して、薄いものがより安定している状態が観られた。このことは、同一の材料を用いた場合、厚さが厚くなると、スペーサの厚み方向の剛性が低下することが影響しているものと考えられる。すなわち、厚さが厚くなると、スペーサの厚み方向の剛性が低下して、スペーサのプレートに設置されている部分の振動が大きくなり、結果としてスペーサを挟まず片当たりによって部分的に固定力が不足している時のように動作が不安定な傾向になるものと考えられる。但し、実施例３のスペーサ材を用いた場合であっても、実用上十分である。このため、スペーサ６０は厚い方が生産過程でのハンドリング性が良いことから生産性などを考慮して、実施例２、３の樹脂を選択すれば良い。
【００４７】
また、本実施形態では、プレート部２０に枠部２２を形成し、その枠部２２の内側で本体部２３を形成している。このため、片持ちされた本体部２３側の枠部２２だけでなく、枠部２２全体にスペーサ６０を設けることによって、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生をより防止することができる。このことは、プレート部２０の枠部２２の一部を押さえただけでは、本体部２３が撓む影響で、枠部２２も振動などの影響を受けるからと考えられる。
【００４８】
なお、本実施形態では、弾性を有するスペーサ６０として、例えば、ポリプロピレン系樹脂などの樹脂を用いているが、弾性を有するものであれば、塗料を用いても良い。例えば、図６に示すプレート部２０の枠部２２の表面に塗料を塗布し、プレート部２０（枠部２２）と上ケース部５０との間で弾性を有する塗料が挟まれる構造としても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、プレート部２０の枠部２２全体に均等に圧力が加わるように、下ケース部４０と上ケース部５０とを組み合わせて（重ね合わせて）、平面矩形状の上ケース部５０のそれぞれの辺から、下ケース部４０と上ケース部５０とをネジ３１で締結（固定）している。これにより、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生をより防止することができる。したがって、光走査装置の走査性能を向上することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、プレート部２０は、本体部２３と枠部２２とに架け渡された支持梁部２６（図６参照）を有している。この支持梁部２６を設けず、単に、枠部２２の内側に本体部２３を片持ちした場合では、外乱により有害な低周波の振動成分が生じる可能性がある。より具体的には、低周波の振動成分によりミラー部２１に上下方向の変位が生じるため、走査性能が低下してしまう。そこで、本実施形態では、支持梁部２６を設けることで、このような外乱による低周波の振動成分の発生を防止し、走査性能を向上している。
【００５１】
さらに、本実施形態では、支持梁部２６側の枠部２２にもスペーサ６０が設けられるようになっている。このため、外乱の影響をより防止すると共に、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生をより防止することができる。したがって、光走査装置の走査性能をより向上することができる。
【００５２】
（実施形態２）
前記実施形態１では、プレート部２０（図６参照）の枠部２２全体を覆うような枠部６２を有するスペーサ６０（図７参照）を、プレート部２０と上ケース部５０との間で挟んだ場合（図３参照）について説明した。本実施形態では、枠部２２の一部に設けられるスペーサ６０ａ、６０ｂを用いた場合（図９参照）について説明する。なお、枠部２２全体のスペーサ６０を、枠部２２の一部のスペーサ６０ａ、６０ｂに置き換えた他は、前記実施形態１と同様であるので、その点に関しては説明を省略する場合がある。
【００５３】
図９に本実施形態における光走査装置１１の要部であるプレート部２０の平面を示す。プレート部２０は、前述したように、枠部２２が平面矩形状をしている。プレート部２０では、本体部２３を片持ちする片持部２２ａが枠部２２の短手にあり、支持梁部２６に連結する支持梁連結部２２ｄが枠部２２の長手にある。
【００５４】
本実施形態では、片持部２２ａの領域およびその両側の領域２２ｂにスペーサ６０ａを設け、また、支持梁連結部２２ｄの領域およびその両側の領域２２ｃにスペーサ６０ｂを設けている。ここで、領域２２ｂは、枠部２２の短手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域である。また、領域２２ｃは、枠部２２の長手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域である。
【００５５】
このように、本体部２３を片持ちする枠部２２の周辺領域、および支持梁部２６と連結される枠部２２の周辺領域のそれぞれに弾性を有するスペーサ６０ａ、６０ｂを設け、それらを枠部２２と上ケース部５０との間で挟むことでも、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生を防止することができる。したがって、光走査装置の走査性能を向上することができる。
【００５６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、前記実施形態では、ケース３０を構成する上ケース部５０とプレート部２０がそれぞれの固定面にて、片当たり等のアンバランスの発生を抑制するために、スペーサ６０を用いた場合について説明したが、このアンバランスの発生を抑制できるのであれば、スペーサ６０の枠部６２に貫通孔を形成しても良い。
【００５８】
この際、例えば、枠部６２の貫通孔と平面視同一位置において、プレート部２０の枠部に貫通孔、下ケース部４０に凹部、および上ケース部５０に凸部を形成し、これら部品を組み込むことで、スペーサ６０やプレート部２０の組付精度を向上することができる。組付精度を向上することで、より安定した走査をすることができ、光走査装置１０の走査性能を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、光走査装置、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置、投影型ディスプレイなどの画像表示装置、バーコードリーダ、エリアセンサなどに用いられる光走査装置の製造業に幅広く利用されるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１０、１１ 光走査装置
２０ プレート部
２１ ミラー部
２２ 枠部
２２ａ 片持部
２２ｂ 第１領域
２２ｃ 第２領域
２２ｄ 支持梁連結部
２３ 本体部
２３ａ くびれ部
２３ｂ プレート舌部
２４ 振動源
２５ ヒンジ部（捻れ梁部）
２６ 支持梁部
２７ 開口部
２８ 開口部
３０ ケース
３１ ネジ
４０ 下ケース部
４１、４２ 凹部
４３ ネジ穴
４４ 開口端
４５ 段付部
４６ 底部
５０ 上ケース部
５１ 開口部
５２ 枠部
５３ ネジ固定用の穴
６０、６０ａ、６０ｂ スペーサ
６１ 開口部
６２ 枠部
１１０ 光走査装置
１２０ プレート部
１２１ ミラー部
１２２ 枠部
１２３ 本体部
１２４ 振動源
１３０ ケース
１４０ 下ケース部
１５０ 上ケース部
１６０ 光源
１６１ 反射光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−２９３１１６号公報（特許文献１）およびＷＯ２００８／０３８６４９（特許文献２）には、ミラー部を支持する捻れ梁部を有する基板に圧電体を配置し、基板の板波（撓み）を利用してミラー部に捻れ振動を生じさせることができる光走査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９３１１６号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／０３８６４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に本発明者らが検討した光走査装置１１０の断面を示す。図１に示すように、光走査装置１１０は、ミラー部１２１を有する素子部（光スキャナ）であるプレート部１２０と、プレート部１２０を固定（収納）するケース１３０と、ミラー部１２１に光を投射する光源１６０とを備えている。光走査装置１１０は、揺動するミラー部１２１に対して光源１６０から光を投射し、そのミラー部１２１からの反射光１６１で被対象物を走査するものである。
【０００５】
ここで、光走査装置１１０の構成部品について説明する。光走査装置１１０のプレート部１２０は、枠部１２２と、枠部１２２の内側で片持ちされた本体部１２３と、本体部１２３を撓ませることにより安定した定在波を発生させてミラー部１２１を揺動させるための軸となるヒンジ部（図１では図示せず）とを有している。また、光走査装置１１０のケース１３０は、主に基材として用いる下ケース部１４０と、その上側で主に押さえとして用いる上ケース部１５０とを有している。
【０００６】
これらにより、プレート部１２０が枠部１２２で支持されて下ケース部１４０に設けられており、枠部１２２を直接に押さえる上ケース部１５０が、下ケース部１４０と組み付けられて（固定されて）、光走査装置１１０が構成されている。
【０００７】
このように、プレート部１２０がケース１３０に固定された光走査装置１１０では、プレート部１２０の本体部１２３に、例えば、振動源１２４を設け、この振動源１２４を作動させて本体部１２３を撓ませることによりヒンジ部を揺動軸とするミラー部１２１を揺動させながら照射光１６１を反射することができる。
【０００８】
しかしながら、本発明者らが検討した光走査装置１１０では、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生してしまい、正確なライン状の走査を行うことができない場合が観られた。すなわち、光走査装置としての走査性能が低減してしまう場合が生じた。このような異常振幅などは、プレート部１２０が動作することによるエネルギーを、ケース１３０が均一に受け持てなくなるためであると、本発明者らは見出している。
【０００９】
なお、特許文献１では、捻れ振動するミラー部を有する基板（特許文献１の例えば図６の符号１０）の一端が壁のような支持部材（同図の符号１６）に片持ち状に、単に支持（固定）されていることが開示されている。しかしながら、光走査装置１１０のように、プレート部１２０を直接に上ケース部１５０で押さえて、下ケース部１４０と固定することまでは開示も示唆もされていない。したがって、特許文献１では、光走査装置１１０で発生した、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生するといった課題は考慮されていないものと考えられる。このことは、光走査装置１１０のようなプレート部１２０を直接に上ケース部１５０で押さえて、下ケース部１４０と固定することについて開示されていない特許文献２も同様であると考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、光走査装置の走査性能を向上することのできる技術を提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
本発明の一実施形態における光走査装置は、ミラー部を有するプレート部と、前記プレート部を第１ケース部と第２ケース部とで組み付けて固定するケースとを備え、揺動する前記ミラー部からの反射光で走査するものである。前記プレート部が、本体部と、前記本体部と前記ミラー部を連結するヒンジ部と、前記本体部および前記ヒンジ部を囲む枠部とを有している。前記本体部は、前記枠部の片持部により片持ちされている。前記プレート部が、前記枠部で支持されて前記第１ケース部に設けられている。前記第２ケース部が、前記枠部を押さえて前記第１ケース部と組み付けられている。そして、前記光走査装置は、前記枠部と前記第２ケース部との間で挟まれる弾性を有するスペーサを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば次のとおりである。本発明の一実施形態によれば、走査性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明者らが検討した光走査装置（従来例）を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における光走査装置を模式的に示す平面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線における光走査装置を模式的に示す断面図である。
【図４】図２における光走査装置の下ケース部を模式的に示す平面図である。
【図５】図２における光走査装置の上ケース部を模式的に示す平面図である。
【図６】図２における光走査装置のプレート部を模式的に示す平面図である。
【図７】図２における光走査装置のスペーサを模式的に示す平面図である。
【図８】図２における光走査装置に対するスペーサの作用を説明するための表である。
【図９】本発明の他の実施形態における光走査装置の要部を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１６】
（実施形態１）
図２に本実施形態における光走査装置１０の平面を示す。また、図３に図２のＸ−Ｘ線における光走査装置１０の断面を示す。また、図４に光走査装置１０の下ケース部４０の平面を示す。また、図５に光走査装置１０の上ケース部５０の平面を示す。また、図６に光走査装置１０のプレート部２０の平面を示す。また、図７に光走査装置１０のスペーサ６０の平面を示す。また、図２、図４、図５、図６および図７で示される各部材は、各図において左右方向が長手、上下方向が短手となっている。なお、図３の断面図では、説明を明解にするため、ネジ３１にはハッチングを付していない。
【００１７】
光走査装置１０は、ミラー部２１を有するプレート部２０と、プレート部２０を下ケース部４０と上ケース部５０とで組み付けて固定（収納）するケース３０と、ミラー部２１に光を投射する光源（図示せず）とを備えている。光走査装置１０は、揺動するミラー部２１に対して光源から光を投射し、そのミラー部２１からの反射光で被対象物を走査するものである。以下に、光走査装置１０のより具体的な構成について説明する。
【００１８】
光走査装置１０のケース３０は、主に基材として用いる下ケース部４０と、その上側で主に押さえとして用いる上ケース部５０とを有している。
【００１９】
下ケース部４０は、図４に示すように、上面が開放された筐体状となっている。この下ケース部４０では、開口端４４と、内周縁部に設けられた段付部４５と、段付部より深い位置に底部４６とが形成されている。言い換えると、下ケース部４０を、板状としてみた場合、図４に示すように、平面矩形状をしている。この下ケース部４０は、その厚さ方向（深さ方向）に１段目の凹部４１と、凹部４１よりも深い２段目の凹部４２と、開口端面に厚さ方向に貫通したネジ穴４３とを有している。
【００２０】
下ケース部４０の凹部４１は、プレート部２０（図６参照）が配置できるような平面形状として平面矩形状をしている。この凹部４１でプレート部２０の枠部２２が支持されることとなる（図３、図６参照）。このように、凹部４１の平面形状を、プレート部２０の外形状と同一のものとすることで、容易に下ケース部４０にプレート部２０を配置することができる。
【００２１】
また、プレート部２０は凹部４２を覆うように配置される（図３参照）。また、凹部４２は、プレート部２０の厚さ方向に深く形成されているため、本体部２３（プレート本体）の撓みによる振動や、ミラー部２１の揺動を妨げないようになっている。
【００２２】
次に、板状の上ケース部５０は、図５に示すように、平面矩形状をしている。この上ケース部５０は、厚さ方向に貫通した開口部５１が形成された枠部５２と、枠部５２に厚さ方向に貫通したネジ固定用の穴５３とを有している。開口部５１は、光源からの光がミラー部２１へ投射（入射）し、そのミラー部２１からの反射光が出射すると共に本体部２３の撓みによる振動や、ミラー部２１の揺動を妨げないように設けられている。
【００２３】
本実施形態では、上ケース部５０の開口部５１の開口部形状と、下ケース部４０の凹部４２の底面部形状とは、同一となるようにしている。これにより、上ケース部５０の枠部５２は、下ケース部４０の開口端４４と重ね合わせて組み付けられる。
【００２４】
光走査装置１０のプレート部２０は、図６に示すように、平面矩形状をしている。このプレート部２０は、その枠となる平面矩形状の枠部２２と、枠部２２の内側で片持ちされた本体部２３と、本体部２３を撓ませることによりミラー部２１を連結し、揺動軸となるヒンジ部２５（捻れ梁）と、本体部２３と枠部２２とに架け渡された支持梁部２６とを有している。言い換えると、プレート部２０は、本体部２３、ヒンジ部２５および支持梁部２６などを囲む枠部２２を有している。
【００２５】
このプレート部２０は、例えば、ステンレス鋼で構成されている。また、プレート部２０は、例えば、板状の金属材料を例えばエッチング加工、打ち抜き加工、レーザ加工、ワイヤーカット加工などによって、図６に示すような平面形状とすることができる。
【００２６】
プレート部２０では、枠部２２と本体部２３との間には貫通する開口部２７、２８が形成されており、このため枠部２２の内側で片持ちされた本体部２３が撓むようになっている。この開口部２７は本体部２３の固定端側（枠部２２の一方の短手側）に形成されている。また、開口部２８は本体部２３の自由端側（枠部２２の他方の短手側）に形成されている。
【００２７】
また、本体部２３は、矩形状の中央部から片持ちされる枠部２２の一方の短手側に向かってくびれるくびれ部２３ａと、他方の短手側にヒンジ部２５を支持するプレート舌部２３ｂとを有している。また、ミラー部２１を揺動するための捻れ梁部であるヒンジ部２５がミラー部２１の両側に設けられている。片側のヒンジ部２５の一端がミラー部２１と接続されており、他端がプレート舌部２３ｂと接続されている。
【００２８】
本実施形態では、くびれ部２３ａ（本体部２３の固定端）と接している枠部２２の領域を片持部２２ａ（図６では明解とするためハッチングを付している）としている。すなわち、枠部２２が、片持部２２ａを有している。よって、本体部２３は、枠部２２の内側で片持部２２ａにより片持ちされていることとなる。
【００２９】
また、プレート部２０は、本体部２３を片持ちする片持部２２ａとは別に、本体部２３と枠部２２とを連結する２つの支持梁部２６を有している。２つの支持梁部２６は、本体部２３の中央部から自由端側であって、本体部２３を挟んで対称となるように設けられている。本実施形態では、支持梁部２６と接している枠部２２の領域を支持梁連結部２２ｄ（図６では明確とするためにハッチングを付している）としている。
【００３０】
なお、本実施形態では、支持梁部２６によって本体部２３と枠部２２とが連結（接続）されているが、本体部２３は枠部２２の内側で片持ちされているとしている。支持梁部２６はミラー部２１の上下方向の変位を抑制するために設けるものであって、本体部２３を撓ませるために作用するものではないからである。
【００３１】
また、本体部２３の中央部には振動源２４が設けられている。振動源２４としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電素子や、その他に圧電体、磁歪体、永久磁石体などを用いることができる。振動源２４として、圧電素子を用いた場合、本体部２３に接着などによって振動源２４を設けることができる。この際、図示しない配線により交番電圧を加えることでＰＺＴを伸縮させ、本体部２３を連続的に撓ませることにより定在波を発生させる。また、振動源２４として、圧電体、磁歪体、永久磁石体を用いた場合、本体部２３上に例えばエアロゾルデポジション法などによって膜状に振動源２４を直接形成することができる。
【００３２】
このように、プレート部２０がケース３０に固定された光走査装置１０では、振動源２４を作動させて本体部２３を撓ませることにより、ヒンジ部２５を揺動軸とするミラー部２１を揺動させながら照射光を反射することができる。このため、ミラー部２１は、プレート部２０（本体部２３）に金属板を使用する場合には鏡面仕上げされたものを用いると良い。金属板以外の基板や、金属板においてもより高い反射性能が要求される場合には、真空蒸着、スパッタリング、化学的気相成長法等の薄膜形成技術により、ミラー部２１へ薄膜（例えば、金、アルミニウムなど）を形成するか、またはミラー部２１へ別途ミラー用反射材料（例えば、シリコン、セラミックなど）を貼付けても良い。
【００３３】
光走査装置１０のシート状のスペーサ６０は、図７に示すように、平面矩形状をしている。このスペーサ６０は、厚さ方向に貫通した開口部６１が形成された枠部６２を有している。開口部６１は、光源からの光がミラー部２１へ投射（入射）し、そのミラー部２１からの反射光が出射すると共に本体部２３の撓みによる振動や、ミラー部２１の揺動を妨げないように設けられている。なお、本実施形態では、スペーサ６０の開口部６１の開口部形状と、下ケース部４０の凹部４２の底面部形状や上ケース部５０の開口部５１の開口部形状とは、同一となるようにしている。また、板状のスペーサ６０は、他の部品（プレート部２０など）より薄く、シート状になっている。
【００３４】
スペーサ６０としては、弾性を有するもの（弾性体）を用いている。具体的には、ケース３０を剛体としたときに、それに対してスペーサ６０を弾性体としている。弾性体としては、例えばポリプロピレン系やポリエステル系などの樹脂材料、シリコーン、ゴムを用いることができる。なお、本実施形態では、スペーサ６０の形状を、開口部６１が形成された枠部６２をシート状にして用いているが、ブロック状、テープ状としても良い。また、厚さ方向に貫通した開口部６１が形成された枠部６２を有するスペーサ６０は、抜き加工や金型加工によって形成することができる。
【００３５】
このような部品を有する光走査装置１０では、図３に示すように、プレート部２０が長手方向一端側（固定端側）の枠部２２で支持されて下ケース部４０に設けられており、上ケース部５０が、プレート部２０の枠部２２を押さえて下ケース部４０と組み付けられている。また、プレート部２０の枠部２２と上ケース部５０との間でスペーサ６０が挟まれている。この光走査装置１０を動作させたところ、本発明者らが検討した光走査装置１１０と同様な光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生しまうことは観られなかった。
【００３６】
本実施形態における光走査装置１０に対して、本発明者らが検討した光走査装置１１０（図１参照）では、プレート部１２０の枠部１２２と上ケース部１５０との間で、スペーサ６０（弾性体）のようなスペーサが挟まれていない点で相違する。プレート部１２０の本体部１２３を撓ませて定在波を発生させるという観点から、プレート部１２０の枠部１２２の内側で本体部１２３を片持ちしている。このため、片持ちされている側を、強く固定しなければ、本体部１２３に安定した定在波を発生させることができないという既成概念が光走査装置１１０にはあった。また、光走査装置１１０では共振現象を利用しているので、そのためのエネルギーを逃がさないように、剛性の高い上ケース部１５０と下ケース部１４０でプレート部１２０を強く固定しなければならないという既成概念があり、そのためエネルギーを消費する弾性体を用いるという発想はなかった。
【００３７】
しかしながら、本実施形態では、プレート部２０の枠部２２と上ケース部５０との間に弾性を有するスペーサ６０（弾性体）を挟むこととしている。これにより、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生を防いでいる。このことは、ケース３０を構成する上ケース部５０とプレート部２０がそれぞれの固定面にて、片当たり等のアンバランスの発生を抑制することができたためと考えられる。
【００３８】
光走査装置１１０は、下ケース部１４０と上ケース部１５０によりプレート部１２０を挟み込んで構成している。プレート部１２０、下ケース部１４０、上ケース部１５０は、金属材料を用いており、固定方法にはネジ（ボルト）による締結を行っている。ネジの締結にはトルクドライバーによるトルク管理を行っているが、実際には、プレート部１２０と下ケース部１４０、上ケース部１５０との間に片当たりが発生して、これが動作不安定になっているものと考えられる。
【００３９】
そこで、本実施形態における光走査装置１０では、プレート部２０やケース３０の金属材料に対して、十分に剛性の低い樹脂材料（弾性体）からなるスペーサ６０を、プレート部２０の固定時に使用している。このスペーサ６０がわずかに変形することにより、固定の際のプレート部２０への接触面積が増えて固定の際の片当たりを解消することができ、動作を安定することができる。言い換えると、十分に剛性の低い樹脂材料（弾性体）からなるスペーサ６０を用いても、共振現象のためのエネルギーが保持されるとともに、動作を安定とすることができる。
【００４０】
このように、本実施形態における光走査装置１０では、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生を防止することができるので、正確なライン状の走査を行うことができる。すなわち、光走査装置の走査性能の向上することができる。
【００４１】
以下に、光走査装置１０に対するスペーサ６０の作用について具体的に説明する。本実施形態における光走査装置を検討するにあたり、図８に検討した種々のスペーサ（材料）を示す。実施例１〜３の光走査装置と実施例４の光走査装置とにより、スペーサの有無による比較ができる。また、実施例１の光走査装置と実施例２の光走査装置とにより、スペーサの剛性の強弱による比較ができる。また、実施例２の光走査装置と実施例３の光走査装置とにより、厚さの厚薄による比較ができる。なお、走査動作の評価は、振動源２４としての圧電素子に１８〜３０Ｖの駆動電圧を印加させ、周波数、光学走査角および動作状態の観測により行う。
【００４２】
まず、実施例１〜３の光走査装置と実施例４の光走査装置から、弾性を有するスペーサを用いたものでは動作が安定しているのに対し、スペーサを用いないものでは、光走査装置１１０と同様に、走査はするが最も不安定な動作状態となり、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生してしまい、正確なライン状の走査を行うことができない場合が観られた。これから、光走査装置１０の走査性能を向上する上で、スペーサ６０は有効である。
【００４３】
ここで、弾性を有するスペーサ６０は、単に、下ケース部４０と上ケース部５０との間で挟まれていれば良いわけではないことを本発明者らは見出している。すなわち、プレート部２０（枠部２２）と上ケース部５０との間にスペーサ６０を挟むのではなく、プレート部２０（枠部２２）と下ケース部４０との間にスペーサ６０を挟んだ場合には、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象が発生してしまうことを本発明者らは見出している。
【００４４】
そこで、本実施形態では基材として用いる下ケース部４０にプレート部２０を直接固定するようにし、片当たり等のアンバランスの発生を抑制するために、プレート部２０（枠部２２）と上ケース部５０との間にスペーサ６０を挟む構成としている。言い換えると、剛性の強い下ケース部４０（基材）にプレート部２０を直接固定し、プレート部２０と剛性の弱い上ケース部５０（押さえ）との間に弾性を有するスペーサ６０を挟む構成としている。なお、弾性を有するスペーサ６０とは別に、下ケース部４０と同等の剛性の強いスペーサを用意し、これを下ケース部４０とプレート部２０との間に設けて、下ケース部４０にプレート部２０を固定しても良い。
【００４５】
次に、実施例１の光走査装置と実施例２の光走査装置から、弾性を有するスペーサのヤング率が高いものに対して、ヤング率が低いものがより安定している状態が観られた。このことは、ヤング率が高くなると、剛性が強くなることが影響しているものと考えられる。すなわち、ヤング率が高くなると、プレート部２０を上ケース部５０で直接押さえた状態に近づき、結果として動作が不安定な傾向になるものと考えられる。但し、実施例２のスペーサ材を用いた場合であっても、実用上十分である。このため、生産性、コスト性、使用環境を考慮して、実施例１、２の樹脂を選択すれば良い。
【００４６】
次に、実施例２の光走査装置と実施例３の光走査装置から、弾性を有するスペーサの厚さが厚いものに対して、薄いものがより安定している状態が観られた。このことは、同一の材料を用いた場合、厚さが厚くなると、スペーサの厚み方向の剛性が低下することが影響しているものと考えられる。すなわち、厚さが厚くなると、スペーサの厚み方向の剛性が低下して、スペーサのプレートに設置されている部分の振動が大きくなり、結果としてスペーサを挟まず片当たりによって部分的に固定力が不足している時のように動作が不安定な傾向になるものと考えられる。但し、実施例３のスペーサ材を用いた場合であっても、実用上十分である。このため、スペーサ６０は厚い方が生産過程でのハンドリング性が良いことから生産性などを考慮して、実施例２、３の樹脂を選択すれば良い。
【００４７】
また、本実施形態では、プレート部２０に枠部２２を形成し、その枠部２２の内側で本体部２３を形成している。このため、片持ちされた本体部２３側の枠部２２だけでなく、枠部２２全体にスペーサ６０を設けることによって、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生をより防止することができる。このことは、プレート部２０の枠部２２の一部を押さえただけでは、本体部２３が撓む影響で、枠部２２も振動などの影響を受けるからと考えられる。
【００４８】
なお、本実施形態では、弾性を有するスペーサ６０として、例えば、ポリプロピレン系樹脂などの樹脂を用いているが、弾性を有するものであれば、塗料を用いても良い。例えば、図６に示すプレート部２０の枠部２２の表面に塗料を塗布し、プレート部２０（枠部２２）と上ケース部５０との間で弾性を有する塗料が挟まれる構造としても良い。
【００４９】
また、本実施形態では、プレート部２０の枠部２２全体に均等に圧力が加わるように、下ケース部４０と上ケース部５０とを組み合わせて（重ね合わせて）、平面矩形状の上ケース部５０のそれぞれの辺から、下ケース部４０と上ケース部５０とをネジ３１で締結（固定）している。これにより、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生をより防止することができる。したがって、光走査装置の走査性能を向上することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、プレート部２０は、本体部２３と枠部２２とに架け渡された支持梁部２６（図６参照）を有している。この支持梁部２６を設けず、単に、枠部２２の内側に本体部２３を片持ちした場合では、外乱により有害な低周波の振動成分が生じる可能性がある。より具体的には、低周波の振動成分によりミラー部２１に上下方向の変位が生じるため、走査性能が低下してしまう。そこで、本実施形態では、支持梁部２６を設けることで、このような外乱による低周波の振動成分の発生を防止し、走査性能を向上している。
【００５１】
さらに、本実施形態では、支持梁部２６側の枠部２２にもスペーサ６０が設けられるようになっている。このため、外乱の影響をより防止すると共に、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生をより防止することができる。したがって、光走査装置の走査性能をより向上することができる。
【００５２】
（実施形態２）
前記実施形態１では、プレート部２０（図６参照）の枠部２２全体を覆うような枠部６２を有するスペーサ６０（図７参照）を、プレート部２０と上ケース部５０との間で挟んだ場合（図３参照）について説明した。本実施形態では、枠部２２の一部に設けられるスペーサ６０ａ、６０ｂを用いた場合（図９参照）について説明する。なお、枠部２２全体のスペーサ６０を、枠部２２の一部のスペーサ６０ａ、６０ｂに置き換えた他は、前記実施形態１と同様であるので、その点に関しては説明を省略する場合がある。
【００５３】
図９に本実施形態における光走査装置１１の要部であるプレート部２０の平面を示す。プレート部２０は、前述したように、枠部２２が平面矩形状をしている。プレート部２０では、本体部２３を片持ちする片持部２２ａが枠部２２の短手にあり、支持梁部２６に連結する支持梁連結部２２ｄが枠部２２の長手にある。
【００５４】
本実施形態では、片持部２２ａの領域およびその両側の領域２２ｂにスペーサ６０ａを設け、また、支持梁連結部２２ｄの領域およびその両側の領域２２ｃにスペーサ６０ｂを設けている。ここで、領域２２ｂは、枠部２２の短手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域である。また、領域２２ｃは、枠部２２の長手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域である。
【００５５】
このように、本体部２３を片持ちする枠部２２の周辺領域、および支持梁部２６と連結される枠部２２の周辺領域のそれぞれに弾性を有するスペーサ６０ａ、６０ｂを設け、それらを枠部２２と上ケース部５０との間で挟むことでも、光走査が不規則に変動する異常振幅や、ループ状の走査現象の発生を防止することができる。したがって、光走査装置の走査性能を向上することができる。
【００５６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５７】
例えば、前記実施形態では、ケース３０を構成する上ケース部５０とプレート部２０がそれぞれの固定面にて、片当たり等のアンバランスの発生を抑制するために、スペーサ６０を用いた場合について説明したが、このアンバランスの発生を抑制できるのであれば、スペーサ６０の枠部６２に貫通孔を形成しても良い。
【００５８】
この際、例えば、枠部６２の貫通孔と平面視同一位置において、プレート部２０の枠部に貫通孔、下ケース部４０に凹部、および上ケース部５０に凸部を形成し、これら部品を組み込むことで、スペーサ６０やプレート部２０の組付精度を向上することができる。組付精度を向上することで、より安定した走査をすることができ、光走査装置１０の走査性能を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、光走査装置、特に、レーザプリンタ、デジタル複写機などの画像形成装置、投影型ディスプレイなどの画像表示装置、バーコードリーダ、エリアセンサなどに用いられる光走査装置の製造業に幅広く利用されるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１０、１１ 光走査装置
２０ プレート部
２１ ミラー部
２２ 枠部
２２ａ 片持部
２２ｂ 第１領域
２２ｃ 第２領域
２２ｄ 支持梁連結部
２３ 本体部
２３ａ くびれ部
２３ｂ プレート舌部
２４ 振動源
２５ ヒンジ部（捻れ梁部）
２６ 支持梁部
２７ 開口部
２８ 開口部
３０ ケース
３１ ネジ
４０ 下ケース部
４１、４２ 凹部
４３ ネジ穴
４４ 開口端
４５ 段付部
４６ 底部
５０ 上ケース部
５１ 開口部
５２ 枠部
５３ ネジ固定用の穴
６０、６０ａ、６０ｂ スペーサ
６１ 開口部
６２ 枠部
１１０ 光走査装置
１２０ プレート部
１２１ ミラー部
１２２ 枠部
１２３ 本体部
１２４ 振動源
１３０ ケース
１４０ 下ケース部
１５０ 上ケース部
１６０ 光源
１６１ 反射光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラー部を有するプレート部と、前記プレート部を第１ケース部と第２ケース部とで組み付けて固定するケースとを備え、揺動する前記ミラー部からの反射光で走査する光走査装置であって、
前記プレート部が、本体部と、前記本体部と前記ミラー部を連結するヒンジ部と、前記本体部および前記ヒンジ部を囲む枠部とを有しており、
前記本体部は、前記枠部の片持部により片持ちされており、
前記プレート部が、前記枠部で支持されて前記第１ケース部に設けられており、
前記第２ケース部が、前記枠部を押さえて前記第１ケース部と組み付けられており、
前記枠部と前記第２ケース部との間で挟まれる弾性を有するスペーサを備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
前記プレート部は、前記本体部を片持ちする片持部とは別に、前記本体部と前記枠部とを連結する複数の梁部を有していることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置において、
前記スペーサが、前記枠部の一部に設けられていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項２記載の光走査装置において、
前記梁部は、前記枠部の梁連結部に接しており、
前記枠部が矩形状をしており、
前記片持部が前記枠部の短手にあり、
前記梁連結部が前記枠部の長手にあり、
前記スペーサが、前記片持部の領域およびその両側の第１領域と、前記梁連結部およびその両側の第２領域とに設けられており、
前記第１領域が、前記枠部の短手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域であり、
前記第２領域が、前記枠部の長手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置において、
前記スペーサが、樹脂であることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置において、
前記スペーサが、塗料であることを特徴とする光走査装置。
【請求項１】
ミラー部を有するプレート部と、前記プレート部を第１ケース部と第２ケース部とで組み付けて固定するケースとを備え、揺動する前記ミラー部からの反射光で走査する光走査装置であって、
前記プレート部が、本体部と、前記本体部と前記ミラー部を連結するヒンジ部と、前記本体部および前記ヒンジ部を囲む枠部とを有しており、
前記本体部は、前記枠部の片持部により片持ちされており、
前記プレート部が、前記枠部で支持されて前記第１ケース部に設けられており、
前記第２ケース部が、前記枠部を押さえて前記第１ケース部と組み付けられており、
前記枠部と前記第２ケース部との間で挟まれる弾性を有するスペーサを備えていることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
請求項１記載の光走査装置において、
前記プレート部は、前記本体部を片持ちする片持部とは別に、前記本体部と前記枠部とを連結する複数の梁部を有していることを特徴とする光走査装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光走査装置において、
前記スペーサが、前記枠部の一部に設けられていることを特徴とする光走査装置。
【請求項４】
請求項２記載の光走査装置において、
前記梁部は、前記枠部の梁連結部に接しており、
前記枠部が矩形状をしており、
前記片持部が前記枠部の短手にあり、
前記梁連結部が前記枠部の長手にあり、
前記スペーサが、前記片持部の領域およびその両側の第１領域と、前記梁連結部およびその両側の第２領域とに設けられており、
前記第１領域が、前記枠部の短手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域であり、
前記第２領域が、前記枠部の長手の長さを１００％としたときの１０％以上の領域であることを特徴とする光走査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置において、
前記スペーサが、樹脂であることを特徴とする光走査装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光走査装置において、
前記スペーサが、塗料であることを特徴とする光走査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３７８３３（Ｐ２０１２−３７８３３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０２８８（Ｐ２０１０−１８０２８８）
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度経済産業省委託研究「産業技術研究開発委託費／中小企業等製品性能評価事業／レーザープリンター用ＭＥＭＳ光スキャナーユニットの商品化」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００１０６９４４）シナノケンシ株式会社 (316)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度経済産業省委託研究「産業技術研究開発委託費／中小企業等製品性能評価事業／レーザープリンター用ＭＥＭＳ光スキャナーユニットの商品化」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００１０６９４４）シナノケンシ株式会社 (316)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]