CN101149478A - 执行器件、光扫描仪以及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种不仅能实现省电化以及小型化,还能增大质量部的转动角的执行器件、光扫描仪以及图像形成装置。支撑部(22)形成为框状,以便包围第一质量部(21)的外周,驱动第一质量部(21)的驱动机构包括:强磁性体(291),其设置在第一质量部(21)的离开第一质量部(21)的转动中心轴(X)的位置;线圈(28),其沿着第一质量部(21)的转动中心轴(X)以及支撑部(22)形成,使得在俯视第一质量部(21)时围绕强磁性体(291)的外周;和电源电路(5),其对线圈(28)施加电压。通过电源电路(5)的动作,使线圈(28)产生磁场,并使强磁性体(291)相对于线圈(28)发生位移,以使第一质量部(21)转动。
Description
技术领域
本发明涉及执行器件、光扫描仪以及图像形成装置。
背景技术
作为在激光打印机等中使用的通过光扫描进行描绘用的光学器件,为了实现小型化等目的,公知采用了具有由扭振子构成的结构体的执行器件(例如,参照专利文献1)。
例如,专利文献1所涉及的执行器件具有框状部件、双臂支撑框状部件的一对扭簧、设于框状部件内侧的板状部件(反射镜)、将板状部件双臂支撑于框状部件上的一对扭簧,这些构件构成了2自由度的振动系统。在该执行器件中,构成所述振动系统的结构体被支撑基板支撑。
另外,该执行器件具有:在离开框状部件的转动中心轴的位置而设置于框状部件的永磁体、和按照与该永磁体对置的方式设于支撑基板上的线圈(电磁体)。而且,通过对该线圈施加电压,从而使框状部件振动,伴随于此使板状部件振动。
这种执行器件不仅能够抑制框状部件的转动角(振幅),还能增大板状部材的转动角(振幅)。
但是,在专利文献1所涉及的执行器件中,如前所述在支撑基板上设有线圈,所以必须以不产生永磁体和基板的接触、或框状部件和线圈接触的程度的转动角使框状部件转动。
因此,为了增大框状部件的转动角,必须增大永磁体和线圈之间的距离,伴随于此需要增大线圈中流动的电流。其结果,导致消耗功率增大。另外,若增大永磁体和线圈之间的距离,则导致执行器件的大型化。另外,由于永磁体和线圈配置在不同的基板上,所以在安装时需要定位,导致生产成本增加。
专利文献1:特开平6-175060号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种不仅能实现省电化以及小型化,还能增大振动角的执行器件、光扫描仪以及图像形成装置。
以上的目的通过下述的本发明来实现。
本发明的执行器件,包括:
成为框状的第一质量部;
支撑部,其用于支撑所述第一质量部;
一对第一弹性部,按照将所述第一质量部支撑于所述支撑部的方式进行连接;
第二质量部,其设于所述第一质量部的所述框状的内侧;
一对第二弹性部,按照将所述第二质量部支撑于所述第一质量部的方式进行连接;和
驱动机构,其使所述第一质量部转动,
该执行器件构成为:通过所述驱动机构的动作,使所述一对第一弹性部扭曲变形的同时使所述第一质量部转动,使所述一对第二弹性部扭曲变形的同时使所述第二质量部转动,
所述支撑部形成为框状,以便包围所述第一质量部的外周,
所述驱动机构被构成为包括:强磁性体,其设置在所述第一质量部的离开所述第一质量部的转动中心轴的位置;线圈,其沿着所述第一质量部的转动中心轴以及所述支撑部形成,使得在俯视所述第一质量部时围绕所述强磁性体的外周;和电压施加机构,其对该线圈施加电压;通过所述电压施加机构的动作,使所述线圈产生磁场,使所述强磁性体相对于所述线圈发生位移,以使所述第一质量部转动。
由此,在不防碍第一质量部的转动情况下能缩小线圈和强磁性体之间的距离。因此,能实现执行器件的小型化以及省电化,并且能增大第一质量部的转动角(振动角),或者能增大第二质量部的转动角(振动角)。
在本发明的执行器件中,优选所述强磁性体以软磁性体材料为主材料构成。
由此,能扩大材料的选择范围,增大设计的自由度。
在本发明的执行器件中,优选所述电压施加机构被构成为向所述线圈间歇地施加直流。
由此,使得电压施加机构的构成比较简单,能实现执行器件的低成本化。
在本发明的执行器件中,优选所述线圈设于所述第一质量部的一面侧,所述强磁性体设于所述第一质量部的另一面侧。
由此,能比较简单且正确地使线圈和强磁性体在第一质量部的厚度方向上分离。
在本发明的执行器件中,优选所述第一质量部、所述一对第一弹性部、所述第二质量部、所述一对第二弹性部和所述支撑部被形成为一体。
由此,通过加工一块基板,便能简单地制造这些结构体。
在本发明的执行器件中,优选所述线圈由单层的金属层构成。
能通过成膜简单地形成线圈。
在本发明的执行器件中,优选在所述俯视的情况下,所述强磁性体配置于所述线圈的中央部附近。
由此,能使线圈产生的磁场有效地作用于强磁性体。其结果,不仅能进一步实现省电化以及小型化,还能进一步增大振动角。
在本发明的执行器件中,优选所述强磁性体在所述离开的位置,遍及所述第一质量部的转动中心轴方向的大致整个区域设置。
由此,能使线圈产生的磁场有效地作用于强磁性体。其结果,不仅能进一步实现省电化以及小型化,还能进一步增大振动角。
在本发明的执行器件中,优选所述第二质量部具备具有光反射性的光反射部。
由此,能将本发明的执行器件应用于光扫描仪、光开关、光衰减器等的光源元件中。
本发明的光扫描仪,包括:
成为框状的第一质量部;
支撑部,其用于支撑所述第一质量部;
一对第一弹性部,按照将所述第一质量部支撑于所述支撑部的方式进行连接;
第二质量部,其设于所述第一质量部的内侧,具备具有光反射性的光反射部;
一对第二弹性部,按照将所述第二质量部支撑于所述第一质量部的方式进行连接;和
驱动机构,其驱动所述第一质量部,
该光扫描仪构成为:通过所述驱动机构的动作,使所述一对第一弹性部扭曲变形的同时使所述第一质量部转动,使所述一对第二弹性部扭曲变形的同时使所述第二质量部转动,来扫描由所述光反射部反射的光,
所述支撑部形成为框状,以便包围所述第一质量部的外周,
所述驱动机构被构成为包括:强磁性体,其设置在所述第一质量部的离开所述第一质量部的转动中心轴的位置;线圈,其沿着所述第一质量部的转动中心轴以及所述支撑部形成,使得在俯视所述第一质量部时围绕所述强磁性体的外周;和电压施加机构,其对该线圈施加电压;通过所述电压施加机构的动作,使所述线圈产生磁场,并使所述强磁性体相对于所述线圈发生位移,以使所述第一质量部转动。
由此,能提供一种光扫描仪,其不仅能实现省电化以及小型化,还能增大第二质量部的转动角。
本发明的图像形成装置,包括:
成为框状的第一质量部;
支撑部,其用于支撑所述第一质量部;
一对第一弹性部,按照将所述第一质量部支撑于所述支撑部的方式进行连接;
第二质量部,其设于所述第一质量部的内侧,具备具有光反射性的光反射部;
一对第二弹性部,按照将所述第二质量部支撑于所述第一质量部的方式进行连接;
驱动机构,其驱动所述第一质量部;和
光照射机构,其朝向所述光反射部照射光,
该图像形成装置构成为:通过所述驱动机构的动作,使所述一对第一弹性部扭曲变形的同时使所述第一质量部转动,使所述一对第二弹性部扭曲变形的同时使所述第二质量部转动,来主扫描以及/或者副扫描由所述光反射部反射的光,在对象物上形成图像,
所述支撑部形成为框状,以便包围所述第一质量部的外周,
所述驱动机构被构成为包括:强磁性体,其设置在所述第一质量部的离开所述第一质量部的转动中心轴的位置;线圈,其沿着所述第一质量部的转动中心轴以及所述支撑部形成,使得在俯视所述第一质量部时围绕所述强磁性体的外周;和电压施加机构,其对该线圈施加电压;通过所述电压施加机构的动作,使所述线圈产生磁场,并使所述强磁性体相对于所述线圈发生位移,以使所述第一质量部转动。
由此,能提供一种图像形成装置,其不仅能实现省电化以及小型化,还能增大第二质量部的转动角。尤其是,由于能增大第二质量部的转动角,所以不仅能缩小对象物和光扫描仪之间的距离,还能以大范围对对象物主扫描以及/或者副扫描光。其结果,能实现图像形成装置的小型化。另外,在将本发明的图像形成装置应用于成像显示器等显示装置的情况下,不仅能缩小对象物和光扫描仪之间的距离,抑制图像形成装置的大型化,并且能增大作为显示区域的屏幕(对象物)的大小。
附图说明
图1是表示本发明的执行器件的第一实施方式的俯视图。
图2是图1中的A-A线剖视图。
图3是用于说明图1所示的执行器件所具备的线圈的图。
图4是表示图1所示的执行器件1中的第一质量部以及第二质量部的振幅、和施加电压的频率之间的关系曲线图。
图5是表示本发明的执行器件的第二实施方式的俯视图。
图6是图5中的A-A线剖视图。
图7是示意性表示具备本发明的光扫描仪的图像形成装置(打印机)的一例的剖视图。
图8是表示图7的图像形成装置具备的曝光单元的概略构成的图。
图9是示意性表示具备本发明的光扫描仪的图像形成装置(成像显示器)的一例的剖视图。
图中:1、1A-执行器件;2-基体;21-第一质量部;22-支撑部;23、24-第一弹性部;25-第二质量部;251-光反射部;26、27-第二弹性部;28、28A-线圈;281-第一部分;282、285-第二部分;283、284、286-端子;291、292-强磁性体;3-支撑体;31-基板;32-框体;33-凹部;5-电源电路(电压施加机构);10-图像形成装置;11-感光体;12-带电单元;13-曝光单元;14-显影单元;15-转印单元;16-清洁单元;17-供纸盒;18-定影装置;131-激光光源;132-准直透镜;133-fθ透镜;141~144-显影装置;145-保持体;146-轴;151-中间转印辊;152-初次转印辊;153-从动辊;154-驱动辊;155-二次转印辊;161-清洁刀片;171-供纸辊;172-套准调节辊(registrationroller);173-排纸辊对;174、176-搬送辊对;175-搬送路径;191~193-光源;194-交叉二向棱镜(cross dichroic prism),195-电流计反射镜(galvanometer mirror),196-固定反射镜;197-屏幕;251-光反射部;P-记录介质;X-转动中心轴。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的执行器件的优选实施方式进行说明。
<第一实施方式>
首先,说明本发明的执行器件的第一实施方式。
图1是表示本发明的执行器件的第一实施方式的俯视图,图2是图1中的A-A线剖视图,图3是用于说明图1所示的执行器件所具备的线圈的图,图4是表示图1所示的执行器件中的第一质量部以及第二质量部的振幅、和施加电压的频率之间的关系的曲线图。
另外,以下,为了说明方便,将图1中的纸面跟前侧称为“上”,将纸面里侧称作“下”,将右侧称作“右”,将左侧称作“左”,将图2中的上侧称作“上”,将下侧称作“下”,将右侧称作“右”,将左侧称作“左”。
图1以及图2所示的执行器件1包括:具有2自由度振动系统的基体2;和支撑该基板2的支撑体3。
如图1所示,基体2具有:成为框状的第一质量部21;用于支撑第一质量部21的支撑部22;连接第一质量部21和支撑部22的一对第一弹性部23、24;设于第一质量部21内侧的第二质量部25;连接第一质量部21和第二质量部25的一对第二弹性部26、27。
在本实施方式中,基体2被形成为左右对称的形状。
第一质量部21为框状(更具体而言为四边环状)。再有,在第一质量部21中,在离开第一质量部21的转动中心轴X的位置设有强磁性体291。在本实施方式中,强磁性体291在图2中设于第一质量部21的右侧端部的上表面附近,并与转动中心轴X平行而延伸。
强磁性体291为薄膜状,并以强磁性体材料为主材料构成。
作为强磁性体材料没有特别限定,能采用各种软磁性体材料或各种硬磁性体材料,但在本实施方式中,强磁性体291例如以Fe、各种Fe合金(硅铁、坡莫合金(permalloy)、无定形的铁硅铝磁合金等)、软磁性铁素体等的软磁性体材料为主材料构成。
另外,在俯视第一质量部21的情况下,强磁性体291被设置在离开转动中心轴X的位置,遍及转动中心轴X方向的大致整个区域。由此,能使后述的线圈28产生的磁场对强磁性体291有效地起作用。其结果,不仅能进一步实现省电化以及小型化,而且能进一步增大第一质量部21以及第二质量部25的振动角。
在所述成为框状的第一质量部21的内侧,以离开第一质量部21的状态设有第二质量部25。
第二质量部25为板状,在其板面(上表面)设有光反射部251。由此,能将执行器件1应用于光扫描仪、光衰减器(attenuator)、光开关等的光仪器。
关于该第一质量部21以及第二质量部25,第一质量部21通过一对第一弹性部23、24而与支撑部22连接,第二质量部25通过第二弹性部26、27而与第一质量部21连接。
一对第一弹性部23、24分别能够弹性变形,并且按照能使第一质量部21相对于支撑部22转动的方式连接第一质量部21和支撑部22。即,一对第一弹性部23、24能够弹性变形,并按照支撑部22双臂支撑第一质量部21的方式进行连接。
一对第二弹性部26、27分别能够弹性变形,并且按照能使第二质量部25相对于第一质量部21转动的方式连接第二质量部25和第一质量部21。即,一对第一弹性部23、24能够弹性变形,并按照第一质量部21双臂支撑第二质量部25的方式进行连接。
各第一弹性部23、24以及第二弹性部26、27被设置成同轴,以此为转动中心轴(旋转轴)X,第一质量部21能相对于支撑部22转动,第二质量部25能相对于第一质量部21转动。
这样,基板2具有2自由度振动系统,该2自由度振动系统包括:由第一质量部21和一对第一弹性部23、24构成的第一振动系统;和由第二质量部25以及第二弹性部26、27构成的第二振动系统。
具有这样的2自由度振动系统的基板2例如以硅为主材料构成。另外,基体2一体形成了第一质量部21、第二质量部25、支撑部22、第一弹性部23、24和第二弹性部26、27。由此,在制造执行器件1时,通过加工一张基板,便能简单的制造上述结构体。
另外,用于支撑上述的2自由度振动系统的支撑部22形成为框状,以便包围第一质量部1的外周。
另外,在支撑部22的下表面附近,如图1所示,沿着转动中心轴X、和图2中支撑部22相对于转动中心轴X的右侧部分,设有线圈28。该线圈28由于设置在所述第二质量部25的与光反射部251的相反侧的面上,所以也不会降低光反射部251的设计自由度。
该线圈28如图1所示,在俯视第一质量部21(以下仅称作“俯视”)时,按照围绕所述强磁性体291的外周的方式沿着第一质量部21的转动中心轴X以及支撑部22(所述的右侧部分)而形成。
更具体而言,线圈28具有:沿着转动中心轴X延伸的第一部分281;和经由支撑部22的转动中心轴X而形成于其一侧部分上的第二部分282。然后,第一部分281的一端与第二部分282连接,另一端与端子283连接。另外,第二部分282在其与第一部分281连接一侧的相反侧的一端连接端子284。
另外,在俯视的情况下,线圈28被形成为强磁性体291位于线圈28的中央部的开口部分。即,在俯视的情况下,强磁性体291配置于线圈28的中央部附近。由此,能使从线圈28产生的磁场对强磁性体291有效地起作用。其结果,不仅能进一步实现省电化以及小型化,而且能进一步增大振动角。
如图3所示,这一对端子283、284与作为电压施加机构的电源电路5连接。该电源电路5被构成为经一对端子283、284向线圈28间歇地施加直流(即周期地使电压接通、断开)。
另外,电源电路5也可以是向线圈28施加交流的机构。此时,强磁性体291优选以硬磁性体材料为主材料构成,另外,强磁性体291优选在其厚度方向被磁化(着磁)。
另外,该线圈28由Al、Cu等的金属所构成的单层金属层构成。由此,能通过一次成膜来形成线圈28,从而使执行器件1的制造简单化。其结果,能实现执行器件1的低成本化。另外,由于也可以使线圈28较薄,所以能减少线圈28对执行器件1的振动特性的影响,能使执行器件1的设计简单化。
在该基体2的支撑部22的下表面接合支撑体3。
支撑体3例如以玻璃或硅为主材料而构成。另外,基体2和支撑体3例如也可以隔着例如以玻璃、硅、或者SiO2为主材料而构成的接合层来接合。
支撑体3具备基板31、接合于该基板31的上表面的框体32,并成为具有凹部33的纸盒状。另外,基板31和框体32也可以一体形成。另外,支撑体3的形状并非限定于上述的形状,也可以根据框体32的刚性等而省略基板31的形状。另外,可以根据基体2的支撑体3的刚性或形状等,省略支撑体3。
在该种支撑体3中,通过将框体32的上表面与基体2的支撑部22的下表面接合,从而支撑体3从基体2的下方支撑基体2。
再有,在基体2的2自由度振动系统的振动、即第一质量部21以及第二质量部25转动(振动)时,凹部33构成用于防止与支撑体3接触的躲避部。通过设置凹部(躲避部)33,从而不仅能防止执行器件1整体的大型化,而且能较大地设定第一质量部21以及第二质量部25的振动角(振幅)。
在这种执行器件1中,线圈28和电源电路5以及强磁性体291构成使第一质量部21转动的驱动机构。
该驱动机构如下所述动作来驱动执行器件1。
电源电路5间歇(断续)地向线圈28施加直流,从而线圈28间歇(断续)地在第一质量部21的厚度方向产生磁场。
通过该磁场,在强磁性体291和线圈28之间间歇地产生吸引力。
由此,强磁性体291相对于线圈28在第一质量部21的厚度方向产生位移,伴随于此,第一弹性部23、24扭曲变形,同时第一质量部21相对于支撑部22转动(振动)。
然后,随着该第一质量部21的振动(驱动),经由第二弹性部26、27而连接的第二质量部25也以第二弹性部26、27为轴,以相对于支撑体3的板面(图1中的纸面)倾斜的方式振动(转动)。
在该执行器件1中,由于使第一质量部21转动的驱动机构由所述的线圈28、电源电路5以及强磁性体291构成,所以不会防碍第一质量部21的转动,能缩小线圈28和强磁性体291之间的距离。因此,不仅能实现执行器件1的小型化以及省电化,还能增大第一质量部21的转动角(振动角),或者增大第二质量部25的转动角(振动角)。
尤其,由于线圈28以及强磁性体291在第一质量部21的厚度方向上相互离开,强磁性体291以软磁性体材料为主材料而构成,所以不需要对强磁性体291进行着磁,能使执行器件1的制造简单化。
另外,由于采用作为电压施加机构的电源电路5间歇地向线圈28施加直流的结构,所以能使电源电路5的结构比较简单,能实现执行器件1的低成本化。
另外,由于在第一质量部21的一面侧设置线圈28,在另一面侧设置强磁性体291,所以不会防碍第一质量部21和第二质量部25的转动,能比较简单且正确地使线圈28和强磁性体291在第一质量部21的厚度方向适当分开。
在该执行器件1中,第二质量部25的最大旋转角度优选为20°以上。
在该2自由度振动系统中,在第一质量部21以及第二质量部25的振幅(振动角)、和施加到线圈28的电压的频率(电压的接通/断开的频率)之间,存在图4所示的频率特性。
即,该振动系统具有第一质量部21的振幅和第二质量部25的振幅变大的两个共振频率fm1[kHz]、fm3[kHz](其中fm1<fm3)、第一质量部21的振幅大致为0的一个反共振频率fm1[kHz]。
在该振动系统中,施加到线圈28的电压的频率F优选被设定为两个共振频率中低的频率、即与fm1大致相等。由此,不仅能抑制第一质量部21的振幅,而且能增大第二质量部25的振动角(旋转角度)。
另外,在本说明书中,F[kHz]和fm1[kHz]大致相等是指:满足(fm1-1)≤F≤(fm1+1)的条件。
第一质量部21的平均厚度分别优选为1~1500μm,更优选为10~300μm。
第二质量部25的平均厚度分别优选为1~1500μm,更优选为10~300μm。
第一弹性部23、24的弹性系数k1优选为1×10-3~1×105Nm/rad,更优选为1×10-2~1×104Nm/rad,进一步优选为1×10-1~1×103Nm/rad。由此,能进一步增大第二质量部25的旋转角度(振动角)。
另一方面,第二弹性部26、27的弹性系数k2优选为1×10-4~1×104Nm/rad,更优选为1×10-2~1×103Nm/rad,进一步优选为1×10-1~1×102Nm/rad。由此,不仅能抑制第一质量部21的振动角,还能进一步增大第二质量部25的振动角。
另外,在将第一弹性部23、24的弹性系数设为k1、将第二弹性部26、27的弹性系数设为k2时,优选满足k1>k2的关系。由此,不仅能抑制第一质量部21的振动角,还能进一步增大第二质量部25的旋转角度(振动角)。
进而,在设第一质量部21的转动惯量为J1,设第二质量部25的转动惯量为J2时,优选J1和J2满足J1≤J2的关系,进一步优选满足J1<J2的关系。由此,不仅能抑制第一质量部21的振动角,还能进一步增大第二质量部25的旋转角度(振动角)。
第一质量部21和第一弹性部23、24所构成的第一振动系统的固有频率ω1根据第一质量部21的转动惯量J1、和第一弹性部23、24的弹性系数k1,由ω1=(k1/J1)1/2给定。另一方面,第二质量部25和第二弹性部26、27所构成的第二振动系统的固有频率ω2根据第二质量部25的转动惯量J2、和第一弹性部26、27的弹性系数k2,由ω2=(k2/J2)1/2给定。
这样求得的第一振动系统的固有频率ω1和第二振动系统的固有频率ω2优选满足ω1>ω2的关系。由此,不仅能抑制第一质量部21的振动角,还能进一步增大第二质量部25的旋转角度(振动角)。
<第二实施方式>
接着,对本发明的执行器件的第二实施方式进行说明。
图5是表示本发明的执行器件的第二实施方式的俯视图,图6是图5中的A-A线剖视图。
以下,关于第二实施方式的执行器,以与上述的第一实施方式的执行器件的不同点为中心进行说明,关于同样的事项省略其说明。
第二实施方式的执行器件1A如图5和图6所示,除了线圈的形状以及电源电路的构成不同之外,其他与第一实施方式的执行器件1大致相同。
在第二实施方式的执行器件1A中,如图5和图6所示,在俯视情况下相对于转动中心轴X对称形成的线圈28A沿着转动中心轴X以及支撑部22形成。
更具体而言,线圈28A具有:沿着转动中心轴X延伸的第一部分281;和隔着支撑部22的转动中心轴X分别形成于其两侧部分的一对第二部分282、285。再有,第一部分281的一端与一对第二部分282、285分别连接,另一端与端子283连接。另外,一对第二部分282、285的分别与第一部分281连接一侧的相反侧的一端,与端子284、286连接。
电源电路5被构成为:通过端子283、284向由第一部分281以及第二部分282构成的线圈间歇地施加直流,并且以与此交替的方式,向由第一部分281以及第二部分285构成的线圈间歇地施加直流。
即,电源电路5被构成为:交替地向由第一部分281以及第二部分282构成的线圈、和由第一部分281以及第二部分285构成的线圈施加电压。
在该执行器件1A中,线圈28A和电源电路5以及强磁性体291、292构成使第一质量部21转动的驱动机构。
以上的本实施方式的执行器件1A除了具有与所述第一实施方式的执行器件1相同的效果外,还因为具有所述驱动机构,所以能防止转动中心轴X的晃动,使第一质量部21以及第二质量部25顺畅地转动。
以上说明的执行器件1、1A例如能适用于光扫描仪、光开关、光衰减器等。
在将执行器件1、1A用作光扫描仪时,执行器件1、1A(本发明的光扫描仪)扫瞄由光反射部251反射的光。该本发明所涉及的光扫描仪能增大第二质量部25的转动角,所以能缩小对象物(例如感光体或屏幕)和执行器件1(光扫描仪)之间的距离。
该光扫描仪例如可以适用于激光打印机、成像用显示器、条形码读取器、扫描型共焦点显微镜等的图像形成装置。
具有作为光扫描仪而使用的执行器件1、1A的图像形成装置(本发明所涉及的图像形成装置)能增大第二质量部25的转动角,所以能缩小对象物(例如后述的感光体11或屏幕197)和执行器件1(光扫描仪)之间的距离,并且能以大范围针对对象物主扫描以及/或者副扫描光。其结果,能实现图像形成装置的小型化。另外,在将本发明的图像形成装置应用于成像显示器等显示装置的情况下,不仅能缩小对象物(后述的屏幕197)和执行器件1(光扫描仪)之间的距离,抑制图像形成装置的大型化,并且能增大作为显示区域的屏幕(对象物)的大小。
下面说明具备本发明的光扫描仪的图像形成装置的具体例。
首先说明在采用电子照片方式的打印机中应用本发明的例子。
图7是示意性表示具备本发明的光扫描仪的图像形成装置(打印机)的一例的整体构成的剖视图。
图7所示的图像形成装置10(打印机),是通过包括曝光、显影、转印、定影这一系列图像形成工艺,而将由调色剂形成的图像记录于纸或OHP片等记录介质中的装置。如图7所示,该图像形成装置10具有沿图示箭头方向旋转的感光体11,沿着其旋转方向依次配置有带电单元12、曝光单元13、显影单元14、转印单元15、清洁单元16。另外,图像形成装置10在图7中的下部设有用于收容纸等记录介质P的供纸盒17,在上部设有定影装置18。
感光体11例如在圆筒状的导电性基材(未图示)的外周面形成有感光层(未图示),并且感光体11能绕其轴线旋转。
带电单元12是通过电晕带电等使感光体11的表面均匀带电的装置。
曝光单元13是如下所述的装置:从未图示的个人计算机等的主机接收图像信息并据此在均匀带电的感光体11上选择性地照射激光,从而形成静电潜影。
具体而言,如图8所示,曝光单元13包括作为光扫描仪的执行器件1、激光光源13、准直透镜132和fθ透镜133。
在该曝光单元13中,从激光光源131通过准直透镜132向执行器件1(光反射部251)照射激光L。然后,由光反射部251反射的激光L通过fθ透镜照射到感光体11上。
此时,通过执行器件1的驱动(第二质量部25绕转动中心轴X的转动),由光反射部251反射的光(激光L)在感光体11的轴线方向被扫瞄(主扫描)。另一方面,通过感光体11的旋转,由光反射部251反射的光(激光L)在感光体11的圆周方向被扫瞄(副扫描)。另外,从激光光源131输出的激光L的强度根据从未图示的主机接收的图像信息而变化。
这样,曝光单元13在感光体11上选择性地进行曝光来形成图像(描绘)。
显影单元14包括:四个显影装置141、142、143、144;和保持这些显影装置的保持体145。通过使保持体145绕轴146进行旋转,从而能使各显影装置选择性地与感光体11对置。这里,显影装置141是黑(K)色调色剂用的显影装置,显影装置142是品红(M)色调色剂用的显影装置,显影装置143是蓝绿(C)色调色剂用的显影装置,显影装置144是黄(Y)色调色剂用的显影装置。
转印单元15具有环带(endless belt)状的中间转印带151、架设该中间转印带151的3个辊(初次转印辊152、从动辊153、驱动辊154)、隔着中间转印带151而与驱动辊154对置的二次转印辊155。
中间转印带151通过驱动辊154的旋转,使初次转印辊152以及从动辊153从动旋转的同时,以感光体11大致相同的圆周速度,沿着图7箭头方向旋转驱动。
初次转印辊152是用于将形成于感光体11上的单色的调色剂像转印到中间转印带151的装置。
二次转印辊155是用于将形成于中间转印带151上的单色或全色等的调色剂像转印到纸、膜、布等记录介质P的装置。
定影装置18是通过对接受了所述调色剂像的转印的记录介质P进行加热以及加压,从而使所述调色剂像热熔于记录介质P而定影为永久像的装置。
清洁单元16是以下所述的装置。在初次转印辊152和带电单元12之间具有与感光体11的表面抵接的橡胶制的清洁刀片161,在由初次转印辊152在中间转印带151上转印了调色剂像后,通过清洁刀片161将残留在感光体11上的调色剂刮落并除去。
在该图像形成装置10中,首先根据来自未图示的主机的指令,感光体11、设于显影单元14的显影辊(未图示)以及中间转印带151开始旋转。然后,感光体11一边旋转,一边通过带电单元12而顺次带电。
感光体11的被带电的区域随着感光体11的旋转而到达曝光位置,通过曝光单元13,在所述区域形成与第一色调、例如与黄色Y的图像信息对应的潜影。
形成于感光体11上的潜影随着感光体11的旋转而到达显影位置,通过黄色显影用的显影装置144,以黄色调色剂显影。由此,在感光体11上形成黄色调色剂像。此时,显影单元14使显影装置144在所述显影位置与感光体11对置。
形成于感光体11上的黄色调色剂像随着感光体11的旋转到达初次转印位置(即,感光体11和初次转印辊152的对置部分),通过初次转印辊152,该黄色调色剂像被转印(初次转印)到中间转印带151上。此时,对初次转印辊152施加与调色剂的带电极性相反的初次转印电压(初次转印偏压)。另外,在此期间,二次转印辊155离开中间转印带151。
通过对第二色调、第三色调以及第四色调反复执行与所述处理相同的处理,从而与各图像信号对应的各色的调色剂像被重合转印到中间转印带151上。由此,在中间转印带151上形成全色调色剂像。
另一方面,记录介质P从供纸盒17,通过给纸辊171和套准调节辊172被搬送到二次转印位置(即,二次转印辊155和驱动辊154的对置部分)。
形成于中间转印带151上的全色调色剂像随着中间转印带151的旋转而到达二次转印位置,通过二次转印辊155,全色调色剂像被转印(二次转印)到记录介质P上。此时,二次转印辊155被按压在中间转印带151上,并且被施加二次转印电压(二次转印偏压)。
被转印到记录介质P上的全色调色剂像通过定影装置18被加热以及加压而热熔在记录介质P上。之后,在单面打印的情况下,记录介质P通过排纸辊对173被排出到图像形成装置10的外部。
另一方面,在感光体11经过初次转印位置后,通过清洁单元16的清洁刀片161刮落附着于其表面上的调色剂,为用于形成下一次潜影的带电做准备。被刮落的调色剂被回收到清洁单元16内的残留调色剂回收部。
在进行双面打印的情况下,在由排纸辊对173暂时夹持通过定影装置18而在一个面上进行了定影处理的记录介质P后,反转驱动排纸辊对173,并且驱动搬送辊对174、176,通过搬送路径175对该记录介质P进行表背翻转并返回到二次转印位置,通过与上述同样的动作,在记录介质P的另一个面形成图像。
接着,说明成像显示器(显示装置)中应用本发明的例子。
图9是表示本发明的图像形成装置(成像显示器)的一例的示意图。
图9所示的图像形成装置19包括:作为光扫描仪的执行器件1;R(红)、G(绿)、B(蓝)三种光源191、192、193;交叉二向棱镜(X棱镜)194;电流计反射镜195;固定反射镜196;屏幕197。
在该图像形成装置19中,从光源191、192、193,通过交叉二向棱镜194向执行器件1(光反射部251)照射各色的光。此时,在交叉二向棱镜194中合成来自光源191的红色的光、来自光源192的绿色的光、来自光源193的蓝色的光。
然后,由光反射部251反射的光(三色的合成光)由电流计反射镜195反射后,由固定反射镜196反射,照射在屏幕197上。
此时,通过执行器件1的驱动(第二质量部25绕转动中心轴X的转动),由光反射部251反射的光(激光L)在屏幕197的横向被扫瞄(主扫描)。另一方面,通过电流计反射镜195绕轴线Y的旋转,由光反射部251反射的光在屏幕197的纵向被扫瞄(副扫描)。另外,从各色的光源191、192、193输出的光的强度根据从未图示的主机接收的图像信息而变化。
以上,基于图示的实施方式对本发明的执行器件、光扫描仪以及图像形成装置进行了说明,但本发明并非限定于此。例如,本发明的执行器件等中,各部的构成可以置换为能发挥同样功能的任意的构成,另外,也能附加任意的构成。
另外,在上述实施方式中,说明了通过执行器件的中心相对于质量部和驱动部的转动轴线成直角的面大致对称(左右对称)的形状的结构,但也可以为非对称。
另外,在上述实施方式中,说明了光反射部设于第二质量部的上表面(与支撑基板相反侧的面)的构成,但例如也可以是相反地进行设置的构成。
Claims (11)
1.一种执行器件,包括:
成为框状的第一质量部;
支撑部,其用于支撑所述第一质量部;
一对第一弹性部,按照将所述第一质量部支撑于所述支撑部的方式进行连接;
第二质量部,其设于所述第一质量部的所述框状的内侧;
一对第二弹性部,按照将所述第二质量部支撑于所述第一质量部的方式进行连接;和
驱动机构,其使所述第一质量部转动,
该执行器件构成为:通过所述驱动机构的动作,使所述一对第一弹性部扭曲变形的同时使所述第一质量部转动,使所述一对第二弹性部扭曲变形的同时使所述第二质量部转动,
所述支撑部形成为框状,以便包围所述第一质量部的外周,
所述驱动机构构成为包括:强磁性体,其设置在所述第一质量部的离开所述第一质量部的转动中心轴的位置;线圈,其沿着所述第一质量部的转动中心轴以及所述支撑部形成,使得在俯视所述第一质量部时围绕所述强磁性体的外周;和电压施加机构,其对该线圈施加电压;通过所述电压施加机构的动作,使所述线圈产生磁场,并使所述强磁性体相对于所述线圈发生位移,以使所述第一质量部转动。
2.如权利要求1所述的执行器件,其特征在于,
所述强磁性体以软磁性体材料为主材料构成。
3.如权利要求2所述的执行器件,其特征在于,
所述电压施加机构被构成为向所述线圈间歇地施加直流。
4.如权利要求2或3所述的执行器件,其特征在于,
所述线圈设于所述第一质量部的一面侧,所述强磁性体设于所述第一质量部的另一面侧。
5.如权利要求1~4中任一项所述的执行器件,其特征在于,
所述第一质量部、所述一对第一弹性部、所述第二质量部、所述一对第二弹性部和所述支撑部被形成为一体。
6.如权利要求5所述的执行器件,其特征在于,
所述线圈由单层的金属层构成。
7.如权利要求1~6中任一项所述的执行器件,其特征在于,
在所述俯视的情况下,所述强磁性体配置于所述线圈的中央部附近。
8.如权利要求1~7中任一项所述的执行器件,其特征在于,
所述强磁性体在所述离开的位置,遍及所述第一质量部的转动中心轴方向的大致整个区域设置。
9.如权利要求1~8中任一项所述的执行器件,其特征在于,
所述第二质量部具备具有光反射性的光反射部。
10.一种光扫描仪,包括:
成为框状的第一质量部;
支撑部,其用于支撑所述第一质量部;
一对第一弹性部,按照将所述第一质量部支撑于所述支撑部的方式进行连接;
第二质量部,其设于所述第一质量部的内侧,并具备具有光反射性的光反射部:
一对第二弹性部,按照将所述第二质量部支撑于所述第一质量部的方式进行连接;和
驱动机构,其驱动所述第一质量部,
该光扫描仪构成为:通过所述驱动机构的动作,使所述一对第一弹性部扭曲变形的同时使所述第一质量部转动,使所述一对第二弹性部扭曲变形的同时使所述第二质量部转动,以扫描由所述光反射部反射的光,
所述支撑部形成为框状,以便包围所述第一质量部的外周,
所述驱动机构被构成为包括:强磁性体,其设置在所述第一质量部的离开所述第一质量部的转动中心轴的位置;线圈,其沿着所述第一质量部的转动中心轴以及所述支撑部形成,使得在俯视所述第一质量部时围绕所述强磁性体的外周;和电压施加机构,其对该线圈施加电压;通过所述电压施加机构的动作,使所述线圈产生磁场,并使所述强磁性体相对于所述线圈发生位移,以使所述第一质量部转动。
11.一种图像形成装置,包括:
成为框状的第一质量部;
支撑部,其用于支撑所述第一质量部;
一对第一弹性部,按照将所述第一质量部支撑于所述支撑部的方式进行连接;
第二质量部,其设于所述第一质量部的内侧,并具备具有光反射性的光反射部;
一对第二弹性部,按照将所述第二质量部支撑于所述第一质量部的方式进行连接;
驱动机构,其驱动所述第一质量部;和
光照射机构,其朝向所述光反射部照射光,
该图像形成装置构成为:通过所述驱动机构的动作,使所述一对第一弹性部扭曲变形的同时使所述第一质量部转动,使所述一对第二弹性部扭曲变形的同时使所述第二质量部转动,来主扫描以及/或者副扫描由所述光反射部反射的光,在对象物上形成图像,
所述支撑部形成为框状,以便包围所述第一质量部的外周,
所述驱动机构被构成为包括:强磁性体,其设置在所述第一质量部的离开所述第一质量部的转动中心轴的位置;线圈,其沿着所述第一质量部的转动中心轴以及所述支撑部形成,使得在俯视所述第一质量部时围绕所述强磁性体的外周;和电压施加机构,其对该线圈施加电压;通过所述电压施加机构的动作,使所述线圈产生磁场,并使所述强磁性体相对于所述线圈发生位移,以使所述第一质量部转动。
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