CN101950080B - 执行机构、光扫描器及图像形成装置 - Google Patents

执行机构、光扫描器及图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种执行机构、光扫描仪以及图像形成装置,在制造之后可简单且准确地调整可动板的共振频率、可发挥期望的振动特性。执行机构(1)包括可动板(21)、可转动地支承可动板(21)的一对轴部件(221、222)、沿着可动板的板面设置的永久磁铁(51)、对永久磁铁作用磁的线圈(52)、用于向线圈施加电流的电流施加单元(53)、用于改变与一对轴部件(221、222)的轴线方向有关的张力的张力调整单元(6)、以及共振频率检测单元,共振频率检测单元设置于轴部件的一方,在改变与一对轴部件的轴方向有关的张力时,检测可动板的共振频率。

Description

执行机构、光扫描器及图像形成装置
本申请是申请号为200810111259.8、申请日为2008年6月5日、发明名称为“执行机构、光扫描器及图像形成装置”的发明专利申请的分案申请。 
技术领域
本发明涉及执行机构、光扫描器及图像形成装置。 
背景技术
例如,作为用于在激光打印机等中通过光扫描进行成像的光扫描仪,公开有使用包括扭转振子的执行机构的光扫描器(例如参照专利文献1)。 
例如专利文献1涉及的执行机构(光扫描仪)包括单自由度(single degree)振动系统的扭转振子。即、通过轴部件(弹簧部)相对于支承部(固定框部)可转动地支承可动板(反射镜部)而构成所涉及的执行机构。 
然后,通过使轴部件扭转变形的同时转动驱动可动板,从而可以扫描在光反射部反射的光。由此,可以通过光扫描进行成像。 
对于包括上述的扭转振子的执行机构而言,若以其共振频率进行驱动,则可以稳定地进行驱动。 
但是,对于专利文献1涉及的执行机构而言,由于可动板的质量及轴部件的弹簧常数是一定的,所以,一旦制造之后,只能以固定的共振频率进行驱动。即,若制造的执行机构的可动板的质量及轴部件的弹簧常数偏离设计值,则共振频率也会偏离作为目的的期望值。因此,难以获得可以发挥期望的转动特性的执行机构。 
专利文献1:日本特开2004-191953号公报 
发明内容
本发明的目的在于提供在制造之后也可简单且准确地调整可动板的共振频率、且可发挥期望的振动特性的执行机构、光扫描器及图像形成装置。 
根据下面的本发明来达到上述目的。 
本发明的执行机构包括:板状的可动板;可弹性变形的一对轴部件,可转动地支承所述可动板;永久磁铁,呈长条形状,沿着所述可动板的板面设置,沿与所述一对轴部件正交的方向延伸,沿其长边方向被磁化;线圈,对所述永久磁铁作用磁场;电流施加单元,与所述线圈连接,用于向所述线圈施加交流电流或间歇的直流电流;张力调整单元,用于改变与所述一对轴部件的轴线方向有关的张力,包括一对扭转轴以及一对驱动源,所述一对扭转轴与所述一对轴部件相对应,分别与所述一对轴部件的各个轴部件相接合或一体化,所述一对扭转轴被设置成分别与所述一对轴部件的各轴线方向正交,所述一对驱动源与所述一对扭转轴相对应,用于分别使所述一对扭转轴扭转变形,其中,所述张力调整单元基于所述驱动源的工作使所述扭转轴扭转变形,并调整与所述一对轴部件有关的所述张力,从而调整所述一对轴部件的弹簧常数;以及共振频率检测单元,包括设置于所述轴部件的一方的检测元件以及检测部,在改变与所述一对轴部件的轴方向有关的张力时,所述检测部检测所述可动板的共振频率。 
由此,可以提供在制造之后也可简单且准确地调整可动板的共振频率、且可发挥期望的振动特性的执行机构。 
由此,可以在更宽范围内调整与一对轴部件有关的张力(即、一对轴部件的弹簧常数)。 
在本发明的执行机构中,优选方式是,张力调整单元改变与一对轴部件有关的张力,以使施加于电流施加单元的电流频率与可动板的共振频率相等。 
在本发明的执行机构中,优选方式是,在可动板的一个表面上设置有具有光反射性的光反射部。 
由此,可以实现低电压驱动,并可使可动板进行较大地转动。 
由此,可以将执行机构用于光扫描器、光开关、光衰减器等光学设备。 
本发明还涉及一种光扫描器,其包括上述的执行机构,在上述可动板的板面上设置具有光反射性的光反射部。 
本发明还涉及一种图像形成装置,其包括:用于照出光的光源装置;以及上述的光扫描器,用于扫描来自于上述光源装置的上述光。 
本发明的光扫描器包括:可动板,形成板状,在上述可动板的板面上包括具有光反射性的光反射部;可弹性变形的一对轴部件,用于可转动地支承上述可动板;以及张力调整单元,用于调整与上述一对轴部件的轴线方向有关的张力。上述张力调整单元包括:扭转轴,与上述一对轴部件中的一个轴部件相接合或一体化,且设置成与上述轴部件的轴线方向正交;以及驱动源,用于使上述扭转轴扭转变形,其中,通过上述驱动源的动作使上述扭转轴扭转变形,并调整与上述一对轴部件有关的上述张力,从而调整上述一对轴部件的弹簧常数。 
由此,可以提供一种在制造之后也可简单且准确地调整可动板的共振频率、可发挥期望的振动特性的光扫描器。 
本发明的图像形成装置包括光扫描器,上述光扫描器包括:可动板,呈板状,在上述可动板的板面上包括具有光反射性的光反射 部;可弹性变形的一对轴部件,用于可转动地支承上述可动板;以及张力调整单元,用于调整与上述一对轴部件的轴线方向有关的张力。上述张力调整单元包括:扭转轴,与上述一对轴部件中的一个轴部件相接合或一体化,被设置成与上述轴部件的轴线方向正交;以及驱动源,用于使上述扭转轴扭转变形。通过上述驱动源的动作使上述扭转轴扭转变形,并调整与上述一对轴部件有关的上述张力,从而调整上述一对轴部件的弹簧常数。 
由此,可以提供发挥卓越描绘特性的图像形成装置。 
附图说明
图1是表示本发明执行机构的优选实施例的示意俯视图; 
图2是图1中的A-A线截面图; 
图3是如图1所示的执行机构包括的张力调整单元的动作的示意图; 
图4是表示如图1所示的执行机构包括的压电元件的示意立体图; 
图5是图1中的B-B线截面图; 
图6是表示控制系统的框图;以及 
图7是具备如图1所示的执行机构的图像形成装置的示意图。 
具体实施方式
下面,参照附图,对本发明的执行机构、光扫描器及图像形成装置的优选实施例进行说明。 
图1是表示本发明执行机构的第一实施例的俯视图,图2是图1中的A-A线的截面图,图3是用于说明如图1所示的执行机构具备的张力调整单元的动作的示意截面图,图4是表示如图1所示的执行机构所具备的压电元件的示意立体图,图5是图1中的B-B线截面图,图6是表示控制系统的框图。而且,下面,为了便于说明,将图1中纸面的读者侧称为“上”,将图1中纸面的里侧称为“下”,将右侧称为“右”,将左侧称为“左”,将图2、3、5中的上侧称为“上”,将下侧称为“下”,将右侧称为“右”,将左侧称为“左”。 
如各图所示,执行机构(actuator)1包括:如图1所示的基体2;支承基板3,通过隔离部件4支承基体2;驱动单元5,用于使基体2所包括的可动板21转动;张力调整单元6,用于调整与基体2所包括的一对轴部件221、222有关的张力;以及控制单元7,用于控制张力调整单元6的动作。 
下面,依次对上述部件进行说明。 
如图1所示,基体2包括可动板21、用于双支承可动板21的一对轴部件221、222、与一对轴部件221、222连接的一对扭转轴(torsional axis)231、232、用于支承扭转轴231、232的框状的支承部26、接合有后述的压电元件81、82的一对压电元件接合部251、252、连结压电元件接合部251、252和扭转轴231、232的连结部241、242。 
而且,如图1所示,在本实施例中,一对轴部件221、222、一对扭转轴231、232、一对压电元件接合部251、252、一对连结部241、242分别以可动板21为中心,被设置为左右对称。 
而且,一对轴部件221、222、一对扭转轴231、232、一对压电元件接合部251、252、一对连结部241、242分别具有相互相同的结构。 
因此,下面,以在图1中位于可动板21左侧的轴部件221、扭转轴231、压电元件接合部251、连结部241为代表进行说明,并省略对位于可动板21右侧的轴部件222、扭转轴232、压电元件接合部252、连结部242的说明。 
可动板21呈圆盘状。而且,作为可动板21的形状,并没有特别的限定,也可以是例如俯视时呈椭圆形状、四角形状的板状即可。 
而且,在可动板21的上表面(即,与支承基板3相反一侧的面)上形成有具有光反射性的光反射部211,在可动板21的下面设置有永久磁铁51。这样的可动板21由一对轴部件221、222从两侧支承。 
如图1所示,轴部件221呈棒状。该轴部件221的长边方向的一端(图1中右侧的端)连接于可动板21,另一端(图1中左侧的端)连接于扭转轴231。 
同轴地设置一对轴部件221、222,将该轴作为转动中心轴X,可动板21相对于支承部26转动。 
如图1所示,扭转轴231绕着分别与转动中心轴X(即,轴部件221、222的轴线方向,下同)及可动板21的厚度方向(即,图1的上下方向)正交的Y轴可扭转变形。 
而且,执行机构1由后述的驱动源61使扭转轴231绕Y轴扭转变形,由此调整与一对轴部件221、222有关的张力,并据此调整一对轴部件221、222的弹簧常数。 
扭转轴231形成沿Y轴延伸的长条形状,该长条方向的两端被固定于支承部26。这样,通过使扭转轴231形成为沿Y轴延伸的长条形状,从而可以用比较小的力来使扭转轴231绕Y轴扭转变形。 
而且,扭转轴231在其长边方向的中央部与轴部件221相连接。如上述,扭转轴231的长边方向的两端部被固定于支承部26。因此,扭转轴231的长边方向的中央部是最易于绕Y轴扭转变形的部分(即,是可以以更小的力进行更大扭转变形的部分)。因此,通过轴部件221接合于这样的部分,可以以更小的力在更宽范围内调整与一对轴部件221、222有关的张力。 
而且,将扭转轴231的厚度(图2中的上下方向上的厚度)设定为T1,并将轴部件221的厚度(图2中的上下方向上的厚度)设定为T2时,T1的厚度大于T2的厚度。而且,在图2中,Y轴位于扭转轴231和轴部件221的接合部的下侧。由此,可以增大可动板21和支承基板3之间的间隙(cap),并可使可动板21进行较大地转动。 
而且,对于扭转轴231和轴部件221的接合部与Y轴的位置关系并没有特别的限定,例如,在图2中,Y轴相对于扭转轴231和轴部件221的接合部也可以位于上侧。 
在本实施例中,扭转轴231的上表面(upper face)和轴部件221的上表面形成平坦面。由此,例如当通过对硅基板进行蚀刻来获得基体2时等,仅除去硅基板的一个面,即可形成具有比扭转轴231的厚度T1薄的厚度T2的轴部件221。即,可以实现简化基体2的制造。而且,扭转轴231的上表面和轴部件221的上表面也可以不构成平坦面。 
而且,即使由于扭转轴231的形状、大小等而不同,但是,当调整与一对轴部件221、222相关的张力时,通常扭转轴231的扭转量为微量。因此,即使扭转轴231扭转变形,可动板21也几乎不发生位移。即,执行机构1可以抑制可动板21的位移,并可以调整与一对轴部件221、222有关的张力。因此,例如将执行机构1用作光学设备时,可以将未图示的光源和光反射部211之间的分离距离保持为期望的距离,并可使从上述光源照射的、由光反射部211反射的光在扫描对象的期望的扫描位置上进行扫描。 
在由上述扭转轴231和支承部26的左侧部分构成的空间27内设置有压电元件接合部251。即,压电元件接合部251相对于扭转轴231,被设置在与可动板21相反的一侧。由此,可以提高压电元件接合部251的配置(即,压电元件81的配置)的自由度,并可提高执行机构1的设计的自由度。 
压电元件接合部251呈板状,在其下面接合有后述的压电元件81。在本实施例中,当俯视可动板21时,压电元件接合部251呈大致正方形状,但是并不仅限于此,例如,也可以是长方形状,还可以是圆状。这样的压电元件接合部251通过连结部241与扭转轴231连接。 
连结部241呈长条形状,在图1的俯视图中,沿转动中心轴X设置连结部241。而且,连结部241在其长边方向的一端(右侧的 端)连接于扭转轴231,在另一端(左侧的端)连接于压电元件接合部251。 
这样的连结部241与扭转轴231的长边方向的中央部连接。 
而且,连结部241的宽度(即,Y轴方向上的长度)比轴部件221的宽度略宽。而且,连结部241的厚度与扭转轴231的厚度大致相等。 
而且,作为连结部241的形状,只要可以连结压电元件接合部251和扭转轴231即可,并没有特别的限定。例如,连结部241也可以不形成长条形状,连结部241的宽度可以比轴部件221的宽度小,且连结部241的厚度可以大于扭转轴231的厚度。 
这样的连结部241和压电元件接合部251与压电元件81一起构成可使扭转轴231绕Y轴扭转变形的驱动源61。即,可以认为驱动源61被设置在空间27内。 
上述说明的基体2以例如硅为主要材料构成,且可动板21、一对轴部件221、222、一对扭转轴231、232、一对压电元件接合部251、252、一对连结部241、242、支承部26一体形成。 
例如,准备硅基板,对应可动板21、一对轴部件221、222、一对扭转轴231、232、一对压电元件接合部251、252、一对连结部241、242、支承部26中的各个俯视形状,对该硅基板进行蚀刻,从而可以简单地获得一体形成有可动板21、一对轴部件221、222、一对扭转轴231、232、一对压电元件接合部251、252、一对连结部241、242、支承部26的基体2。而且,如上述,由于以硅为主要材料,从而可以实现卓越的转动特性,同时可以发挥卓越的可靠性。而且,可进行微处理(加工),并可实现执行机构1的小型化。 
如图2所示,上述说明的基体2通过隔离部件4被支承基板3所支承。 
隔离部件4例如以玻璃或硅为主要材料构成。这样的隔离部件4形成为与支承部26的俯视形状相一致。即,隔离部件4为框状。 
由隔离部件4的内壁来定义空间41,当执行机构1驱动时,该空间41是用于防止可动板21与支承基板3接触的空间。而且,作为隔离部件4的形状,只要可容许可动板21转动即可,并没有特别的限定。 
支承基板3呈板状,例如以玻璃或硅为主要材料构成。这样的支承基板3被设置为通过隔离部件4与基体2的下表面(即,与光反射部211相反一侧的面)相对。 
如图2所示,在支承基板3的上表面(与基体2相对的面)、即与可动板21相对的位置上设置有线圈52。即,设置在可动板21的下表面的永久磁铁51和线圈52相对。这样的线圈52与电流施加单元53连接。上述永久磁铁51、线圈52和电流施加单元53构成用于使可动板21转动的驱动单元5。将在后面对该驱动单元5进行说明。 
而且,在支承基板3的上表面、即与压电元件接合部251相对的位置上设置有压电元件81。同样地,在支承基板3的上表面、即与压电元件接合部252相对的位置上设置有压电元件82。 
在此,对压电元件81、82进行说明,但是由于压电元件81、82相互具有相同结构,因此仅以压电元件81为代表进行说明,而省略对压电元件82的说明。 
压电元件81相对于基体2被设置在与光反射部211相反的一侧。因此,可以提高执行机构1的设计的自由度。 
而且,压电元件81的伸缩方向的一端(即、上端)与压电元件接合部251的下表面接合,另一端(即,下端)与支承基板3的上表面接合。即,压电元件81被设置为被支承基板3和压电元件接合部251所夹持。这样的压电元件81通过通电而向可动板21的厚度方向伸缩。 
如图4所示,当俯视时,上述压电元件81呈四角形状,在可动板21的厚度方向上,交替地层压具有压电性的多个压电体层811、和用于向各压电体层811施加电压的多个电极层812。这样层压型的压电元件81可以降低驱动电压,并可增大位移量。 
多个压电体层811形成为与邻接的压电体层811的极化方向相互为相反方向。即,多个压电体层811中的、从支承基板3侧开始第奇数个压电体层811的极化方向与第偶数个压电体层811的极化方向成相反方向。由此,可以更可靠地降低驱动电压,并可增大压电元件81的位移量。而且,在本说明书中,所谓“极化方向”是指如下方向:在即不向压电体层施加电场也不施加应力的状态下,当在压电体层的一侧面附近存在过剩正电荷、在另一侧面附近存在过剩负电荷时(自发极化或剩余极化(remanent polarization)时),从过剩存在压电体层的负电荷的面朝向过剩存在正电荷的面的方向为“极化方向”。 
而且,各电极层812穿插在邻接的压电体层811之间。而且,形成有多个电极层812,以便使邻接的两个电极层812具有重叠区域(活性区域(active region))。在多个电极层812中,从支承基板3侧开始第奇数个电极层812连接于被设置在压电元件81的侧面的 共用电极813,第偶数个电极层812连接于被设置在压电元件81的侧面的共用电极814。 
上述共用电极813、814分别连接于电源电路83。而且,通过电源电路83向共用电极813、814施加电压,从而可以由上述重叠区域向各压电体层811施加电压。其结果是,各压电体层811向其厚度方向伸缩。 
而且,共用电极813、814也可以不被设置在压电元件81的侧面,例如,也可以形成在支承基板3上。而且,也可以省略共用电极813、814,将从支承基板3开始第奇数个电极层812、及第偶数个电极层812分别直接与电源电路83连接。 
作为用于构成各压电体层811的压电材料,列举有例如氧化锌、氮化铝、钽酸锂、铌酸锂、铌酸钾、锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡等各种材料,可以使用这些中材料的一种或者二种以上的组合,但是优选使用以氧化锌、氮化铝、钽酸锂、铌酸锂、铌酸钾以及锆钛酸铅中的至少一种为主的材料。通过由上述材料构成各压电体层811,从而可以以更高的频率驱动执行机构1。 
上面,对执行机构1的结构进行了说明。 
上述执行机构1根据驱动源61的动作使扭转轴231扭转变形,而且,根据驱动源62的动作使扭转轴232扭转变形,从而调整与一对轴部件221、222有关的张力,并调整一对轴部件221、222的弹簧常数。即,可以认为是通过一对扭转轴231、232、一对驱动源61、62来构成用于调整一对轴部件221、222的弹簧系数的张力调整单元6。 
下面,对张力调整单元6的作用进行说明,由于驱动源61、62的作用是相互相同的结构,所以仅以驱动源61的作用为代表进行说明,并省略对驱动源62的作用的说明。 
当电源电路83不动作(即,未向压电元件81施加电压)时,如图2所示,压电元件81的上表面和可动板21的上表面在可动板21的厚度方向上为大致相等的位置。换言之,基体2为平坦(flat)状态。 
通过电源电路83的动作使压电元件81收缩时,则如图3所示,压电元件81的上端与压电元件接合部251一起向下方位移。于是,对应于压电元件接合部251的位移,连结部241的左端侧向下方位移,连结部241倾斜。这样,由于连结部241倾斜,所以扭转轴231绕Y轴扭转变形。 
即,驱动源61使扭转轴231向使一对轴部件221、222的张力增大的方向扭转变形。换言之,驱动源61使扭转轴231扭转变形,以便使扭转轴231和轴部件221的接合部向离开可动板21的方向位移。即,驱动源61在图2中使扭转轴231向逆时针方向扭转变形。 
如果为使扭转轴231和轴部件221的接合部向接近可动板21的方向位移,即使驱动部61使扭转轴231扭转变形,也可以调整一对轴部件221、222的弹簧常数。但是,在这种情况下,虽然是基于扭转轴231的扭转量,但是,存在一对轴部件221、222弯曲、且可动板21向其厚度方向位移的可能性。 
另一方面,如果为使扭转轴231和轴部件221的接合部向与可动板21分离的方向位移而使扭转轴231扭转变形,则可以防止上 述轴部件221、222的弯曲。即,执行机构1可以确保可动板21稳定转动,同时可以调整一对轴部件221、222的弹簧常数。 
在此,如上述,连结部241连接于扭转轴231的长边方向的中央部。在扭转轴231上,由于该长边方向的中央部是最易于扭转变形的部分,所以,通过将连结部241接合于这样的部分,可以以更小的力使扭转轴231绕Y轴扭转变形。 
而且,如上述,由于沿转动中心轴X设置连结部241,所以,可以更为有效率地将通过压电元件81的伸缩而产生的力传递给扭转轴231。 
而且,如上述,Y轴位于扭转轴231和轴部件221的接合部的下侧。因此,在压电元件接合部251和支承基板3之间设置压电元件81,并使该压电元件81收缩,从而可以使扭转轴231向使一对轴部件221、222的张力增大的方向扭转变形。 
即,在空间41内可以收容压电元件81,并可实现执行机构1的小型化。而且,由于使压电元件81收缩并调整一对轴部件221、222的弹簧常数,所以,可以防止压电元件接合部251从基体2的上表面突出,据此也可以实现执行机构1的小型化。 
根据上述驱动源61,可以以比较简单的结构来使扭转轴231扭转变形。而且,根据这样的结构,由于可以较大地产生用于使扭转轴231扭转变形的转矩,所以易于将扭转轴231保持为期望的扭转量。 
而且,由于张力调整单元6具有一对扭转轴231、232、和一对驱动源61、62,所以,可以在更宽的范围内调整一对轴部件221、222的弹簧常数。 
由于使用上述的张力调整单元6,可以提供一种下述的执行机构1,即、在制造之后,简单、且准确地改变一对轴部件221、222的弹簧常数,并发挥期望的振动特性。而且,即使在执行机构1驱动途中,也可以线性(linear)地调整一对轴部件221、222的弹簧常数,所以,执行机构1可以发挥极其卓越的转动特性。 
下面,对用于使可动板21旋转的驱动单元5进行说明。 
如上述,驱动单元5包括永久磁铁51和线圈52。 
永久磁铁51沿可动板21的板面被设置。如图1和图5所示,上述的永久磁铁51呈长条形状,且被设置为沿与转动中心轴X正交的方向延伸。而且,永久磁铁51沿其长边方向磁化。即,永久磁铁51相对于转动中心轴X,一侧为N极,另一侧为S极。 
作为上述的永久磁铁51,并没有特别的限定,优选使用钕磁铁、铁氧体磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁等。 
线圈52连接于电流施加单元53,例如,若由该电流施加单元53向线圈52施加交流电流时,在线圈52附近,相对于可动板21的板面产生具有垂直方向的磁力线的磁场,且该磁场的方向交替切换。 
由此,在图5中,交替重复如下两种状态:相对于永久磁铁51的转动中心轴X,右侧部分向接近线圈52的方向位移,同时,左侧部分向离开线圈52的方向位移的状态(称为“第一状态”);以及相对于永久磁铁51的转动中心轴X,右侧部分向离开线圈52的方向位移,同时,左侧部分向接近线圈52的方向位移的状态(称为“第二状态”)。 
通过交替重复上述的第一状态及第二状态,可动板21绕转动中心轴X转动。而且,虽然已经对通过电流施加单元53向线圈52施加交流电流的情况进行了说明,但是,只要可使可动板21转动即可,并不仅限于此,例如电流施加单元53也可以向线圈52间歇地施加直流电流。 
在此,在执行机构1驱动时,优选电路施加单元53施加给线圈52的电流的频率(下面称为“驱动频率V1”)和可动板21的共振频率(下面称为“共振频率V2”)一致。由此,可以实现低电压驱动,并可使可动板21较大地进行转动。而且,在本说明书中,所谓“可动板21的共振频率”是指包括可动板21和一对轴部件221、222的振动系统的扭转共振频率。上述的可动板21的共振频率分别依赖于可动板21的质量(包括光反射部211、磁铁51的质量)、和一对轴部件221、222的弹簧常数(扭转刚度)。 
因此,执行机构1用于通过张力调整单元6调整与一对轴部件221、222有关的张力(即、一对轴部件221、222的弹簧常数),以便使共振频率V2等于驱动频率V1。通常,根据执行机构1的使用目的来适当设定驱动频率V1,所以,通过将共振频率V2调整至驱动频率V1,可以提供可以发挥期望的振动特性的执行机构1。 
而且,如上述,在本实施例中,由于使扭转轴231向一对轴部件221、222的张力增大的方向扭转变形,即提高一对轴部件221、222的弹簧常数,所以在制造执行机构1时,设计执行机构1,优选使共振频率V2略低于驱动频率V1。 
下面,对将共振频率V2调节至驱动频率V2的方法进行说明。 
执行机构1包括:共振频率检测单元9,用于检测共振频率V2;以及控制单元7,根据共振频率检测单元9的检测结果来控制张力 调整单元6的动作。而且,例如在将执行机构1接通电源之后,直接由共振频率检测单元9检测共振频率V2,并由控制单元7根据该检测出的共振频率V2来控制电源电路83的动作。而且,也可以不是刚接通电源之后就由共振频率检测单元9检测共振频率V2,而是例如可以在电源接通之后,按照固定时间检测共振频率V2。 
共振频率检测单元9包括:检测元件91,被设置于轴部件221,其电阻值由于变形而变化;以及检测部92,根据检测元件91的电阻值变化来检测可动板21的举动(即振幅),并根据检测出的可动板21的举动来检测共振频率V2。 
当可动板21转动时,轴部件221绕转动中心轴X扭转变形,所以,若将检测元件91设置于这样的轴部件221,则轴部件221扭转变形的同时,检测元件91也发生变形,检测元件91的电阻值发生变化。 
检测部92例如包括:未图示的电源单元,用于向检测元件91施加电压;以及未图示的电流值测定部,用于检测由该电源单元和检测元件91构成的电路中的电流值变化(即用于检测检测用压电元件91的电阻值变化)。然后,根据由电流值测定部测定的电流值变化来检测可动板21的举动,并根据该检测结果来检测共振频率V2。 
但是,作为共振频率检测单元9,只要可以检测共振频率V2即可,并没有特别的限定。例如,可以通过信号发生器来改变从驱动单元5所包括的电流施加单元53向线圈52施加的电流的频率,同时,通过用频率LDV(激光多普勒测速仪)来测定可动板21的振幅,从而测定可动板21的共振频率V2。 
例如,控制单元7控制电源电路83,从而,逐渐提高从电源电路83向压电元件81施加的电压(从电源电路84向压电元件82施加的电压也相同,下同),直至共振频率V2与驱动频率V1相一致为止,即逐渐使压电元件81收缩,当共振频率V2与驱动频率V1相一致时,将从电源电路83向压电元件81施加的电压保持为一定。如上述,执行机构1可将共振频率V2调节至驱动频率V1。 
而且,控制单元7只要在需要时可以控制电源电路83的动作即可,例如,当由共振频率检测单元9检测出的共振频率V2和预先设定的驱动频率V1相一致等时,可以使电源电路83动作即可。 
而且,控制单元7无需以逐渐提高电源电路83的电压的方式控制电源电路83的动作。例如,也可以预先设定多个与共振频率V2和驱动频率V1之差相对应的电压值,并控制电源电路83的动作,以便向压电元件81施加根据共振频率检测单元9的检测结果而从多个电压值中选择的电压值。 
以上,对本发明的执行机构进行了说明。由于在该执行机构中设置有光反射部,所以,可以将执行机构1用于光扫描器、光开关、光衰减器等光学设备。 
本发明的光扫描器构成除在可动板的一侧板面上设置有具有光反射性的光反射部之外,均是与本发明的执行机构相同的结构。作为本发明的光扫描器的实施例,由于与上述实施例相同,所以省略详细说明。 
这样的光扫描器优选适用于例如投影仪、激光打印机、图像形成用显示器、条形码阅读器(barcode reader)、扫描型共焦显微镜等图像形成装置。其结果是,可以提供具有卓越描绘特性的图像形成装置。 
具体而言,对使用如图7所示的执行机构1的投影器100进行说明。而且,为了便于说明,将屏幕S的长边方向称为“横向”,将与长边方向垂直的方向称为“纵向”。 
投影器100包括用于照射出激光等光的光源装置101、多个分色镜102、以及一对执行机构1、1。 
光源装置101包括照射出红光的红色光源装置101a、照射出蓝光的蓝色光源装置101b、照射出绿光的绿色光源装置101c。 
分色镜102是一种光学元件,通过粘贴四个直角棱镜而构成,用于合成分别从红色光源装置101a、蓝色光源装置101b、绿色光源装置101c照射出的光。 
这样的投影器100根据来自未图示的主计算机的图像信息,在分色镜102中合成从红色光源装置101a、蓝色光源装置101b、绿色光源装置101c照射出的光,并通过执行机构1、1对该合成的光进行扫描,在屏幕S上形成彩色图像。 
在此,对执行机构1、1的光扫描进行具体的说明。 
首先,通过一个的执行机构1沿屏幕S的横向对在分色镜102中合成的光进行扫描(主扫描)。然后,通过另一个执行机构1沿屏幕S的纵向对被沿横向被扫描的光进行扫描(副扫描)。由此,可以在屏幕S上形成二维彩色图像。 
以上,对本发明的执行机构、光扫描器及图像形成装置进行了说明。但是本发明并不仅限于此。例如,在本发明的执行机构、光扫描器及图像形成装置中,可以将各部分的结构置换为可以发挥同样功能的任意结构,而且,也可以附加任意的构成。 
而且,在上述实施例中,对执行机构将可动板构成为相对于中心大致左右对称的形状的情况进行了说明,但是,也可以不对称。 
而且,在上述实施例中,对以下情况进行了说明:张力调整机构包括设置成与一对轴部件对应的一对扭转轴、以及设置成与一对扭转轴相对应的一对驱动源。但是,也可以包括一组扭转轴和驱动源。在这种情况下,例如与不与一对轴部件中的扭转轴相接合的一个轴部件的端部被固定于框状支承部。 
而且,在上述实施例中,使用层压型的压电元件,但是只要可使压电元件接合部发生位移,也可以使用单层型的压电元件。 
而且,在上述实施例中,对通过使压电元件收缩而使扭转轴扭转变形的情况进行了说明,但是,也可以通过使压电元件扩展而使扭转轴扭转变形。 
并且,在上述实施例中,作为转动可动板的驱动单元,对采用使用永久磁铁和线圈的所谓电磁驱动方式的情况进行了说明。但是,并不仅限于此,也可以使用通过压电元件的伸缩来使轴部件扭转变形,从而使可动板转动的所谓压电驱动方式、和通过在可动板和支承基板之间产生的库仑力而使可动板转动的所谓静电驱动方式。 
附图标记 
1执行机构         2基体 
21可动板          221光反射部 
221、222轴部件    231、232扭转轴 
241、242连结部    251、252压电元件接合部 
26支承部          27空间 
3支承基板         4隔离部件 
41空间            5驱动单元 
51永久磁铁        52线圈 
53电流施加单元    6张力调整单元 
61、62驱动源      7控制单元 
81、82压电元件    811压电体层 
812电极层         813、814共用电极 
83、84电源电路    9共振频率检测单元 
91检测元件        92检测部 
100投影仪         101光源装置 
101a红色光源装置  101b蓝色光源装置 
101c绿色光源装置  102分色镜 
103固定镜         S屏幕 
X转动中心轴       Y轴 

Claims (5)

1.一种执行机构,其特征在于,包括:
板状的可动板;
可弹性变形的一对轴部件,可转动地支承所述可动板;
永久磁铁,呈长条形状,沿着所述可动板的板面设置,沿与所述一对轴部件正交的方向延伸,沿其长边方向被磁化;
线圈,对所述永久磁铁作用磁场;
电流施加单元,与所述线圈连接,用于向所述线圈施加交流电流或间歇的直流电流;
张力调整单元,用于改变与所述一对轴部件的轴线方向有关的张力,包括一对扭转轴以及一对驱动源,所述一对扭转轴与所述一对轴部件相对应,分别与所述一对轴部件的各个轴部件相接合或一体化,所述一对扭转轴被设置成分别与所述一对轴部件的各轴线方向正交,所述一对驱动源与所述一对扭转轴相对应,用于分别使所述一对扭转轴扭转变形,其中,所述张力调整单元基于所述驱动源的工作使所述扭转轴扭转变形,并调整与所述一对轴部件有关的所述张力,从而调整所述一对轴部件的弹簧常数;以及
共振频率检测单元,包括设置于所述轴部件的一方的检测元件以及检测部,在改变与所述一对轴部件的轴方向有关的张力时,所述检测部检测所述可动板的共振频率。
2.根据权利要求1所述的执行机构,其特征在于,
所述张力调整单元改变与所述一对轴部件有关的张力,以使施加于所述电流施加单元的电流频率与所述可动板的共振频率相等。
3.根据权利要求1或2所述的执行机构,其特征在于,在所述可动板的一个表面上设置有具有光反射性的光反射部。
4.一种光扫描器,其特征在于,
包括根据权利要求1或2所述的执行机构,在所述可动板的板面上设置具有光反射性的光反射部。
5.一种图像形成装置,其特征在于,包括:
用于照出光的光源装置;以及
根据权利要求4所述的光扫描器,用于扫描来自于所述光源装置的所述光。
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