CN104216109A - 光偏转器、光扫描装置及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的光偏转器包括固定部、可动部和加强构件。所述可动部具有：镜部，绕规定的摇动轴摇动从而使光偏转；扭杆，被固定支承于所述固定部，具备作为所述摇动轴的轴线；以及支承体，支承所述镜部，被固定于所述扭杆。所述支承体包含与所述镜部抵接的抵接面和与该抵接面相反侧的非抵接面。所述加强构件在所述支承体的所述抵接面和所述非抵接面中仅设置于所述非抵接面，用于加强所述支承体，且调整所述可动部的重心从而使该可动部的重心位于所述轴线上。由此，当使镜部绕扭杆的轴线摇动时，能够抑制镜部的弯曲，且能抑制镜部进行除了绕扭杆的轴线的摇动以外的运动，且能够减少光偏转器的制造工序数。
Description
技术领域
本发明涉及用于静电潜像的形成等的光偏转器、具备该光偏转器的光扫描装置及图像形成装置。
背景技术
在电子照相方式的图像形成装置中，生成与图像数据对应调制的光束，使该光束反射、偏转，并使偏转的光束在如感光鼓般的像载体上进行扫描，从而形成静电潜像。光偏转器是使光束反射、偏转的设备。作为光偏转器，已有建议采用MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)镜来代替多面镜(polygon mirror)的技术。MEMS镜具有扫描的高速化及降低耗电量等优点。
采用MEMS镜的光偏转器具有：扭杆(torsion bar)、可绕扭杆的轴线摇动的镜部、以及镜驱动部。通过镜驱动部使镜部及扭杆成为谐振状态，在该状态下使入射到镜部的光束反射、偏转，从而使光束进行扫描。
当使镜部绕扭杆的轴线摇动时，在与扭杆交叉的方向上，作用于镜部两端的惯性矩大于镜部中央的惯性矩。因此，在使镜部摇动时，镜部有可能弯曲。为了抑制该弯曲，已提出一种设有肋的光偏转器。
该光偏转器包括：振动系统，其具有板状的可动部、形成于该可动部上并反射光的反射膜、将所述可动部以绕X轴能够摇动的方式支承于支承构件上的第1轴构件和配置于所述可动部的肋；以及驱动装置，其使所述可动部相对于所述支承构件进行摇动运动，其中，所述肋以相对于所述第1轴构件使所述可动部的一面的惯性矩与另一面的惯性矩成为相等的方式分别被配置于所述一面及另一面。
在该光偏转器中，以相对于所述第1轴构件(扭杆)使所述可动部的一面的惯性矩与另一面的惯性矩成为相等的方式，将肋分别配置于可动部的一面及另一面。因此，当使形成有反射膜的可动部(镜部)摇动时，能够抑制形成有反射膜的可动部进行除了以第1轴构件为轴的摇动以外的运动(例如为上下运动)。
然而，该光偏转器在可动部的两面设有肋。在将肋设置于可动部的两面的情况下，需要将肋设置于可动部的一面的工序和将肋设置于可动部的另一面的工序，由此增加光偏转器的制造工序数。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光偏转器、具备该光偏转器的光扫描装置及图像形成装置，当使镜部绕扭杆的轴线摇动时，能够抑制镜部的弯曲，且能抑制镜部进行除了绕扭杆的轴线的摇动以外的运动，且能够减少光偏转器的制造工序数。
本发明的第一方面所涉及的光偏转器包括固定部、可动部和加强构件。所述可动部具有：镜部，绕规定的摇动轴摇动从而使光偏转；扭杆，被固定支承于所述固定部，具备作为所述摇动轴的轴线；以及支承体，支承所述镜部，被固定于所述扭杆。所述支承体包含与所述镜部抵接的抵接面和与该抵接面相反侧的非抵接面。所述加强构件在所述支承体的所述抵接面和所述非抵接面中仅设置于所述非抵接面，用于加强所述支承体，且调整所述可动部的重心从而使该可动部的重心位于所述轴线上。
本发明的第二方面所涉及的光扫描装置包括所述光偏转器和向所述镜部照射光束的光源。
本发明的第三方面所涉及的图像形成装置包括像载体、所述光扫描装置和显影部。所述光扫描装置将由图像数据表示的图像的静电潜像形成于所述像载体。所述显影部使形成于所述像载体的所述静电潜像显影。
根据本发明的上述结构，当使镜部绕扭杆的轴线摇动时，能够抑制镜部的弯曲，且能抑制镜部进行除了绕扭杆的轴线的摇动以外的运动，且能够减少光偏转器的制造工序数。
附图说明
图1是表示采用本实施方式所涉及的光偏转器的图像形成装置的内部结构的概略图。
图2是表示图1所示的图像形成装置的结构的方框图。
图3是表示构成图1所示的图像形成装置具备的光扫描装置的光学部件的配置关系的图。
图4是本实施方式涉及的光偏转器的立体图。
图5是将图4所示的光偏转器沿A1-A2线切断的剖视图。
图6是在与图5相同的剖面中表示一侧的镜驱动部的PZT薄膜伸展、另一侧的镜驱动部的PZT薄膜收缩的状态的图。
图7是从镜部的表面(光束的反射偏转面)侧观察本实施方式涉及的光偏转器所具备的设有镜部、扭杆、支承体、第1肋和第2肋的可动部的立体图。
图8是从镜部的背面侧观察所述可动部的立体图。
图9是将图7所示的可动部沿B1-B2线切断的放大剖视图。
图10是将图7所示的可动部沿C1-C2线切断的放大剖视图。
图11是将图7所示的可动部沿D1-D2线切断的放大剖视图。
图12是放大图9中E所示的部分的剖视图。
具体实施方式
下面，按照附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示采用本实施方式所涉及的光偏转器的图像形成装置1的内部结构的概略图。图像形成装置1例如可应用于具有复印功能、打印功能、扫描功能及传真功能的数码复合机。图像形成装置1包括装置主体100、配置于装置主体100上的原稿读取部200、配置于原稿读取部200上的原稿提供部300及配置于装置主体100的上部前面的操作部400。
原稿提供部300作为自动原稿输送装置发挥功能，将放在原稿载置部301上的多张原稿连续地输送给原稿读取部200。
原稿读取部200具有：装载有曝光灯等的支架201；由玻璃等透明构件构成的原稿台203；图中未示出的CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)传感器；以及原稿读取缺口205。当要读取放在原稿台203上的原稿时，一边让支架201沿原稿台203的长边方向移动，一边由CCD传感器读取原稿。而当要读取原稿提供部300提供的原稿时，让支架201移动到与原稿读取缺口205相对的位置，由CCD传感器通过原稿读取缺口205读取从原稿提供部300输送来的原稿。CCD传感器将读取的原稿作为图像数据来输出。
装置主体100具有纸张储存部101、图像形成部103及定影部105。纸张储存部101配置于装置主体100的最下部，具有用于储存纸摞的供纸盒107。储存在供纸盒107的纸摞中最上面的纸张通过抽取辊109的驱动被输送到纸张输送路111。纸张经过纸张输送路111，被输送到图像形成部103。
图像形成部103在输送来的纸张上形成调色剂图像。图像形成部103具有感光鼓113(像载体的一例)、光扫描装置115、显影部117及转印部119。光扫描装置115生成与图像数据(从原稿读取部200输出的图像数据、从个人电脑发送来的图像数据、传真机接收的图像数据等)对应调制的光，将该光照射到均匀带电的感光鼓113的周面。由此，在感光鼓113的周面形成与图像数据对应的静电潜像。在此状态下由显影部117向感光鼓113的周面提供调色剂，从而在周面上形成对应于图像数据的调色剂图像。该调色剂图像由转印部119转印到从上述的纸张储存部101输送来的纸张上。
转印有调色剂图像的纸张被输送到定影部105。在定影部105，对调色剂图像和纸张施加热量和压力，从而使调色剂图像定影到纸张上。纸张被排放到堆纸盘121或出纸盘123上。
操作部400具有操作键部401和显示部403。显示部403具有触摸屏功能，显示包含软键等的画面。用户边看画面边操作软键，从而进行复印等功能的实行需要的设定等。
操作键部401设有由硬键组成的操作键。具体而言，设有开始键405、数字键407、停止键409、复位键411、以及用于切换复印功能、打印功能、扫描功能和传真功能的切换键413等。
开始键405是用于开始复印、传真发送等工作的按键。数字键407是用于输入复印份数、传真号码等数字的按键。停止键409是途中停止复印工作等的按键。复位键411是用于将设定内容恢复到初始设定状态的按键。
功能切换键413具有复印键及发送键等，是用于将复印功能、发送功能等进行相互切换的按键。如果操作复印键，就在显示部403上显示复印的初始画面。如果操作发送键，就在显示部403上显示传真发送及邮件发送的初始画面。
图2是表示图1所示的图像形成装置1的结构的方框图。图像形成装置1具有通过总线(bus)连接装置主体100、原稿读取部200、原稿提供部300、操作部400、控制部500及通信部600的结构。关于装置主体100、原稿读取部200、原稿提供部300及操作部400已作说明，故不再加以说明。
控制部500具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及图像存储器等。CPU对装置主体100等图像形成装置1的所述结构要素实行使图像形成装置1工作所需的控制。ROM中存储有控制图像形成装置1的工作所需的软件。RAM用于在软件的实行时产生的数据的暂时存储、以及应用软件的存储等。图像存储器暂时存储图像数据(从原稿读取部200输出的图像数据、从个人电脑发送来的图像数据、传真机接收的图像数据等)。
通信部600具有传真通信部601及网络I/F部603。传真通信部601具有用于控制与对方传真机间的电话线路的连接的NCU(Network Control Unit)、以及对传真通信用的信号进行调制解调的调制解调电路。传真通信部601连接于电话线路605。
网络I/F部603连接于LAN(Local Area Network)607。网络I/F部603是与连接于LAN607的个人电脑等终端装置之间进行通信的通信接口电路。
图3是表示构成光扫描装置115的光学部件的配置关系的图。光扫描装置115具有光源31、光偏转器10及两个扫描透镜33、35等。光源31例如是激光二极管，射出与图像数据对应调制的光束LB。
在光源31与光偏转器10间的光路上，配置有准直透镜(collimator lens)37及圆柱透镜(cylindrical lens)39。准直透镜37使光源31射出的光束LB变为平行光。圆柱透镜39使变为平行光的光束LB会聚为线状。会聚为线状的光束LB射入光偏转器10。
在光偏转器10与感光鼓113间的光路上，配置有扫描透镜33和扫描透镜35。入射到光偏转器10的镜部11的光束LB被镜部11反射、偏转，通过扫描透镜33、35成像于感光鼓113上。即，通过使光束LB在感光鼓113上进行扫描，在感光鼓113上形成静电潜像。
光扫描装置115还具有BD透镜(Beam Detect lens)41及BD传感器(Beam Detectsensor)43。光束LB从感光鼓113的一侧部113a向另一侧部113b对感光鼓113进行扫描，超过有效扫描范围R的光束LB被BD透镜41聚光，并被BD传感器43接受。BD传感器43生成BD信号，该BD信号是对感光鼓113开始扫描的基准。
接着，对本实施方式涉及的光偏转器10进行说明。图4是本实施方式涉及的光偏转器10的立体图；图5是将图4所示的光偏转器沿A1-A2线切断的剖视图。本实施方式涉及的光偏转器10是压电驱动型的MEMS镜。但是，可用作光偏转器10的MEMS镜不被限定于压电驱动型。
光偏转器10具有镜部11、框架13、扭杆15、镜驱动部17a、17b、17c、17d和支承体31。
框架13的形状为长方形。框架13包括：沿长边方向延伸的一对边缘部13c、13d；沿与长边方向垂直的方向延伸的一对边缘部13a、13b；以及将边缘部13c与边缘部13d相连接的梁19、21(固定部)。在框架13的中心部配置有镜部11。镜部11呈椭圆形状，该椭圆的短轴方向与框架13的长边方向相一致。
扭杆15在一方向上具有作为转轴(扭转轴)的轴线。扭杆15包含沿共同的轴线延伸的第1扭杆15a和第2扭杆15b。第1扭杆15a和第2扭杆15b沿镜部11的椭圆的短轴方向延伸。第1扭杆15a的一端被固定支承于梁19，第2扭杆15b的一端被固定支承于梁21。
在梁19和边缘部13a之间形成有空间部33，在梁21和边缘部13b之间形成有空间部35。
在第1扭杆15a的另一端及第2扭杆15b的另一端固定有用于支承镜部11的支承体31。支承体31配置于框架13内。支承体31的形状为长方形，支承体31的长边方向垂直于框架13的长边方向。梁19、21(固定部)以由支承体31支承的镜部11能够绕扭杆15的轴线摇动的方式固定支承扭杆15。
如上所述，镜部11绕规定的摇动轴摇动从而使光偏转，扭杆15被固定支承于固定部(梁19、21)，并具有作为摇动轴的轴线AX，支承体31支承镜部11，并被固定于扭杆15。
在梁19上，比扭杆15更靠边缘部13c的一侧形成有镜驱动部17a，比扭杆15更靠边缘部13d的一侧形成有镜驱动部17b。在梁21上，比扭杆15更靠边缘部13c的一侧形成有镜驱动部17c，比扭杆15更靠边缘部13d的一侧形成有镜驱动部17d。
如图5所示，镜驱动部17a包括下部电极23、PZT薄膜25及上部电极27。镜驱动部17b、17c、17d具有与镜驱动部17a同样的结构。以下，在不需要区别镜驱动部17a、17b、17c和17d的情况下，就仅记载为镜驱动部17。
图6是在与图5相同的剖面中表示对镜驱动部17施加驱动电压从而使镜驱动部17a、17c的PZT薄膜25伸展，且镜驱动部17b、17d的PZT薄膜25收缩的状态。图6中梁19、21弯曲，由此镜部11与扭杆15一起倾斜。
以下，将镜驱动部17a、17c的PZT薄膜25伸展且镜驱动部17b、17d的PZT薄膜25收缩的动作作为第1动作，将镜驱动部17a、17c的PZT薄膜25收缩且镜驱动部17b、17d的PZT薄膜25伸展的动作作为第2动作来进行说明。为了使第1动作和第2动作交替反复，对镜驱动部17施加驱动电压从而使梁19、21产生弯曲，由此，由支承体31支承的镜部11绕扭杆15的轴线摇动，偏转角θ发生变化。此外，图4中示出的附图标记NL表示镜部11没有摇动时的镜部11的法线。
当使驱动电压的频率与镜部11的谐振频率相一致时，镜部11谐振，能使偏转角θ的最大值变大。在使镜部11谐振的状态下，由镜部11将光束反射、偏转，从而使光束对感光鼓113进行扫描。
图7是从镜部11的表面11a(光束的反射偏转面)侧观察光偏转器10所具备的可动部37的立体图，该可动部37具有镜部11、扭杆15、支承体31、第1肋39a和第2肋39b。图8是从镜部11的背面11b侧观察该可动部37的立体图。
镜部11的表面11a侧为支承体31的一面32a侧，镜部11的背面11b侧支承于支承体31的一面32a上。
支承体31呈长方形的框架形状，具有构成长方形的4个边缘的第1支承构件31a、第2支承构件31b、第3支承构件31c和第4支承构件31d。
第1支承构件31a和第2支承构件31b在与扭杆15的延伸方向交叉的方向上以直线状延伸，且相对配置。
第3支承构件31c和第4支承构件31d在与扭杆15的延伸方向相同的方向上以直线状延伸，且以扭杆15为中心对称配置。
由第1支承构件31a、第2支承构件31b、第3支承构件31c和第4支承构件31d界定空间部41。通过设置空间部41，实现支承体31的轻量化。但是，支承体31也可以不具有空间部41，而呈薄板形状。
如上所述，支承体31包含：沿与扭杆15交叉的方向延伸的第1支承构件31a；与第1支承构件31a相对配置，沿与扭杆15交叉的方向延伸的第2支承构件31b；将第1支承构件31a和第2支承构件31b相连接的第3支承构件31c；以及以扭杆15为中心与第3支承构件31c对称配置，将第1支承构件31a和第2支承构件31b相连接的第4支承构件31d。
支承体31还具有配置于空间部41的第5支承构件31e。第5支承构件31e包含主体部311、第1连接部312及第2连接部313。主体部311是第5支承构件31e的主体，形成有圆形的贯通孔。由此实现支承体31的轻量化。
第1连接部312配置于主体部311的长轴上，将主体部311的一端部与第3支承构件31c的中央相连接。第2连接部313配置于主体部311的长轴上，将主体部311的另一端部与第4支承构件31d的中央相连接。
如上所述，扭杆15包括第1扭杆15a和第2扭杆15b。第1扭杆15a和第2扭杆15b沿相同方向延伸，并且相互隔开间隔而配置。在包含该间隔的区域配置有支承体31。第1扭杆15a在第1支承构件31a的中央被固定于第1支承构件31a。第2扭杆15b在第2支承构件31b的中央被固定于第2支承构件31b。
如图7所示，第1支承构件31a、第2支承构件31b、第3支承构件31c、第4支承构件31d、第5支承构件31e、第1扭杆15a和第2扭杆15b分别具有朝向支承体31的一面32a侧的平面部，各平面部位于同一平面内。这些平面具有相同高度(换言之，则是相同厚度)。
在支承体31的一面32a上设置有镜部11。镜部11通过粘着剂而被粘贴于第3支承构件31c、第4支承构件31d和第5支承构件31e，或者通过阳极键合(anodic bonding)而被键合于第3支承构件31c、第4支承构件31d和第5支承构件31e。
在支承体31的另一面32b侧，设置有沿与扭杆15交叉的方向延伸的肋，即第1肋39a(加强构件)及第2肋39b(加强构件)。第1肋39a设置于第1支承构件31a，第2肋39b设置于第2支承构件31b。
对于第1肋39a和第2肋39b加以详细说明。图9是将图7所示的可动部37沿B1-B2线切断的放大剖视图。图10是将图7所示的可动部37沿C1-C2线切断的放大剖视图。图11是将图7所示的可动部37沿D1-D2线切断的放大剖视图。
参照图7至图11，支承体31(第1支承构件31a、第2支承构件31b、第3支承构件31c、第4支承构件31d、第5支承构件31e)与扭杆15(第1扭杆15a、第2扭杆15b)具有相同厚度。如图9所示，第1肋39a是在支承体31的另一面32b侧与第1支承构件31a连续形成且从支承体31突出的部分。第2肋39b是在支承体31的另一面32b侧与第2支承构件31b连续形成且从支承体31突出的部分。
换言之，支承体31包含与镜部11抵接的抵接面(一面32a)和与该抵接面相反侧的非抵接面(另一面32b)。第1肋39a沿与扭杆15交叉的方向延伸，且以向非抵接面侧突出的方式设置于第1支承构件31a。第2肋39b沿与扭杆15交叉的方向延伸，且以向非抵接面侧突出的方式设置于第2支承构件31b。
第1支承构件31a、第2支承构件31b、第1肋39a、第2肋39b均具有相同长度。并且，均具有相同宽度。第1肋39a的质量和第2肋39b的质量相同。第1肋39a和第2肋39b的合计质量与镜部11的质量相同。
图12是放大图9中E所示的部分的剖视图。SOI(Silicon on Insulator)基板43具有由硅层45和硅层49挟着氧化硅膜47的结构。由硅层45及氧化硅膜47构成支承体31及扭杆15。由硅层49构成第1肋39a和第2肋39b。扭杆15、支承体31、第1肋39a和第2肋39b是选择性地对SOI基板43进行蚀刻而形成的。
此外，也可以采用通过粘着剂将第1肋39a、第2肋39b分别粘贴于第1支承构件31a、第2支承构件31b的结构，还可以通过阳极键合(anodic bonding)将第1肋39a、第2肋39b分别键合于第1支承构件31a、第2支承构件31b的结构。
第1肋39a和第2肋39b，在支承体31的一面32a(与镜部11抵接的抵接面)和另一面32b(与抵接面相反侧的非抵接面)中仅设置于另一面32b，作为加强构件发挥功能，用于加强支承体31，且调整由扭杆15、支承体31及镜部11构成的可动部37的重心，从而使可动部37的重心位于轴线AX上。
对于本实施方式的主要效果加以说明。参照图7及图8，第1支承构件31a在其中央被固定于第1扭杆15a。因此，当使镜部11绕扭杆15的轴线AX摇动时，作用于第1支承构件31a的惯性矩越远离第1扭杆15a越大。同样，第2支承构件31b在其中央被固定于第2扭杆15b，因此，当使镜部11绕扭杆15的轴线AX摇动时，作用于第2支承构件31b的惯性矩越远离第2扭杆15b越大。
而第3支承构件31c和第4支承构件31d的延伸方向与扭杆15的延伸方向相同。因此，与第3支承构件31c和第4支承构件31d相比，第1支承构件31a和第2支承构件31b当使镜部11摇动时更容易弯曲。如果第1支承构件31a和第2支承构件31b弯曲，则支承体31弯曲，由此造成镜部11弯曲。
为了抑制镜部11产生弯曲而在第1支承构件31a、第2支承构件31b、第3支承构件31c和第4支承构件31d上都设置肋的情况下，导致支承体31的质量变大。
因此，本实施方式中，在沿与扭杆15交叉的方向延伸的第1支承构件31a上设置沿与扭杆15交叉的方向延伸的第1肋39a，在沿与扭杆15交叉的方向延伸的第2支承构件31b上设置沿与扭杆15交叉的方向延伸的第2肋39b。
由此，根据本实施方式，既能实现支承体31的轻量化，又能抑制使镜部11摇动时的镜部11的弯曲。
镜部11不被安装于第1支承构件31a和第2支承构件31b，而被安装于第3支承构件31c、第4支承构件31d和第5支承构件31e。因此，即使第1支承构件31a和第2支承构件31b产生稍微的弯曲，该弯曲也不会直接传递到镜部11，从而能够减小镜部11的弯曲。
此外，根据本实施方式，在支承体31的一面32a(与镜部11抵接的抵接面)上设置镜部11，在另一面32b(与抵接面相反的的非抵接面)上设置第1肋39a和第2肋39b，并使第1肋39a和第2肋39b的合计质量与镜部11的质量设为相同。据此，由于支承体31的一面32a侧的质量和另一面32b侧的质量成为相同，因此能够调整由扭杆15等构成的可动部37的重心，使得可动部37的重心位于扭杆15的轴线AX上。因此，支承体31的一面32a侧和另一面32b侧的惯性矩能够取平衡。
即，如图9所示，能够使由镜部11、支承体31、第1肋39a、第2肋39b、第1扭杆15a和第2扭杆15b构成的可动部37的重心位于作为第1扭杆15a和第2扭杆15b的中心轴的轴线AX上。因此，当使镜部11绕扭杆15的轴线AX摇动时，能够抑制镜部11进行除了绕扭杆15的轴线AX的摇动以外的运动。
其中，“质量相同”是指：第1肋39a和第2肋39b的合计质量与镜部11的质量完全相同或大致相同。“大致相同”是指：当使镜部11绕扭杆15的轴线AX摇动时，能够抑制镜部11进行除了绕扭杆15的轴线AX的摇动以外的运动的范围。
此外，根据本实施方式，如图7及图8所示，肋(第1肋39a、第2肋39b)设置于支承体31的另一面32b(非抵接面)，而不设置于一面32a(抵接面)。并且，如图7及图8所示，在支承体31的一面32a侧，第1支承构件31a、第2支承构件31b、第3支承构件31c、第4支承构件31d、第5支承构件31e、第1扭杆15a和第2扭杆15b的表面位于同一平面上。因此，不需对SOI基板43的两面都进行蚀刻，而通过选择性地对一侧面进行蚀刻就能够形成肋，从而可减少光偏转器10的制造工序数。由此，能够降低光偏转器10的成本。
如图12所示，由SOI基板43的硅层45及氧化硅膜47构成支承体31及扭杆15。由SOI基板43的硅层49构成第1肋39a和第2肋39b。因此，能够将第1肋39a的厚度及第2肋39b的厚度设为硅层49的厚度，所以能提高第1肋39a的厚度及第2肋39b的厚度的精度(即，第1肋39a和第2肋39b的合计质量的精度)。
参照图9，如果将第1扭杆15a的厚度设为第1支承构件31a的厚度和第1肋39a的厚度的合计值，则会增加第1扭杆15a的刚性。同样，如果将第2扭杆15b的厚度设为第2支承构件31b的厚度和第2肋39b的厚度的合计值，则会增加第2扭杆15b的刚性。这样，镜部11摇动的角度(即，图4所示的偏转角θ的最大值)变小。
于是，在本实施方式中，如图9所示，将第1扭杆15a的厚度设为比第1支承构件31a的厚度和第1肋39a的厚度的合计值小，将第2扭杆15b的厚度设为比第2支承构件31b的厚度和第2肋39b的厚度的合计值小。由此，增大了镜部11的摇动角度。
Claims (10)
1.一种光偏转器，其特征在于包括：
固定部；
可动部，具有：镜部，绕规定的摇动轴摇动从而使光偏转；扭杆，被固定支承于所述固定部，具备作为所述摇动轴的轴线；以及支承体，支承所述镜部，被固定于所述扭杆，
其中，所述支承体包含与所述镜部抵接的抵接面和与该抵接面相反侧的非抵接面，
所述光偏转器还包括加强构件，该加强构件在所述支承体的所述抵接面和所述非抵接面中仅设置于所述非抵接面，用于加强所述支承体，且调整所述可动部的重心从而使该可动部的重心位于所述轴线上。
2.根据权利要求1所述的光偏转器，其特征在于：所述加强构件是沿与所述扭杆交叉的方向延伸、且从所述非抵接面突出的肋。
3.根据权利要求2所述的光偏转器，其特征在于：
所述支承体包含：第1支承构件，沿与所述扭杆交叉的方向延伸；第2支承构件，与所述第1支承构件相对配置，沿与所述扭杆交叉的方向延伸；第3支承构件，将所述第1支承构件和所述第2支承构件相连接；以及第4支承构件，以所述扭杆为中心与所述第3支承构件对称配置，将所述第1支承构件和所述第2支承构件相连接，
所述支承体具备由所述第1支承构件、所述第2支承构件、所述第3支承构件及所述第4支承构件界定的空间部，
所述扭杆包含：在所述第1支承构件的中央被固定于该第1支承构件的第1扭杆；以及在所述第2支承构件的中央被固定于该第2支承构件的第2扭杆，
所述肋包含：设置于所述第1支承构件的所述非抵接面侧的第1肋；以及设置于所述第2支承构件的所述非抵接面侧的第2肋。
4.根据权利要求3所述的光偏转器，其特征在于：
所述第1扭杆的厚度比所述第1支承构件的厚度和所述第1肋的厚度的合计值小，
所述第2扭杆的厚度比所述第2支承构件的厚度和所述第2肋的厚度的合计值小。
5.根据权利要求4所述的光偏转器，其特征在于：所述第1支承构件、所述第2支承构件、所述第3支承构件、所述第4支承构件、所述第1扭杆及所述第2扭杆分别具有朝向所述抵接面侧的平面部，各该平面部位于同一平面内。
6.根据权利要求5所述的光偏转器，其特征在于：
所述支承体、所述第1扭杆、所述第2扭杆、所述第1肋和所述第2肋，通过对具备第1硅层、第2硅层及被夹于所述第1硅层和所述第2硅层间的氧化硅膜的基板进行加工而形成，
所述支承体、所述第1扭杆及所述第2扭杆由所述第1硅层和所述氧化硅膜构成，
所述第1肋及所述第2肋由所述第2硅层构成。
7.根据权利要求6所述的光偏转器，其特征在于还包括：
镜驱动部，利用压电元件生成使由所述支承体支承的所述镜部绕所述扭杆的所述轴线摇动的驱动力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光偏转器，其特征在于：所述加强构件的质量和所述镜部的质量相同。
9.一种光扫描装置，其特征在于包括：
根据权利要求1至8中任一项所述的光偏转器；以及
向所述镜部照射光束的光源。
10.一种图像形成装置，其特征在于包括：
像载体；
根据权利要求9所述的光扫描装置，将由图像数据表示的图像的静电潜像形成于所述像载体；以及
显影部，使形成于所述像载体的所述静电潜像显影。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110832379A (zh) * | 2017-07-06 | 2020-02-21 | 浜松光子学株式会社 | 光学装置 |
| CN111352234A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 三美电机株式会社 | 光扫描装置 |
| CN112204449A (zh) * | 2018-06-14 | 2021-01-08 | 奥林巴斯株式会社 | 光偏转器及扫描型激光显微镜 |
| US20210132368A1 (en) | 2017-07-06 | 2021-05-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| CN112817146A (zh) * | 2020-02-14 | 2021-05-18 | 谷歌有限责任公司 | 可变网格低质量mems反射镜 |
| CN113671689A (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 一种具有大镜面的mems转镜结构 |
| US11635613B2 (en) | 2017-07-06 | 2023-04-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| US11693230B2 (en) | 2017-11-15 | 2023-07-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
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| US12031863B2 (en) | 2017-07-06 | 2024-07-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device including movable mirror and first light passage |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6289957B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2018-03-07 | スタンレー電気株式会社 | 光偏向器 |
| JP6384676B2 (ja) * | 2015-11-27 | 2018-09-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 光偏向器及び該光偏向器を備えた画像形成装置 |
| IT201600121010A1 (it) * | 2016-11-29 | 2018-05-29 | St Microelectronics Srl | Dispositivo mems con azionamento piezoelettrico, sistema mems proiettivo includente il dispositivo mems e relativo metodo di pilotaggio |
| US11635615B2 (en) * | 2017-12-21 | 2023-04-25 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Actuator, optical scanning device, and manufacturing methods |
| WO2019239478A1 (ja) | 2018-06-12 | 2019-12-19 | オリンパス株式会社 | 光偏向器 |
| JP7447660B2 (ja) | 2020-04-23 | 2024-03-12 | 船井電機株式会社 | 振動ミラー素子および光走査装置 |
| US20220057514A1 (en) * | 2020-08-24 | 2022-02-24 | Beijing Voyager Technology Co., Ltd. | Mirror assembly for light steering |
| US20220252867A1 (en) * | 2021-02-09 | 2022-08-11 | Beijing Voyager Technology Co., Ltd. | System and method for driving a two-axis scanning mirror using drivers of different types |
| KR20230013957A (ko) * | 2021-07-20 | 2023-01-27 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 편향기의 틸트에 의한 빔 스폿의 왜곡을 줄일 수 있는 광주사 장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030016428A1 (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-23 | Takahisa Kato | Light deflector, method of manufacturing light deflector, optical device using light deflector, and torsion oscillating member |
| JP2006071678A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Nippon Signal Co Ltd:The | プレーナ型アクチュエータ |
| US20100195180A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Goichi Akanuma | Deflecting mirror for deflecting and scanning light beam |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0792409A (ja) * | 1993-09-27 | 1995-04-07 | Canon Inc | 光スキャナー |
| JPH11305162A (ja) * | 1998-04-27 | 1999-11-05 | Olympus Optical Co Ltd | 光スキャナ |
| US7593029B2 (en) | 2001-08-20 | 2009-09-22 | Ricoh Company, Ltd. | Optical scanning device and image forming apparatus using the same |
| JP4409811B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2010-02-03 | 株式会社リコー | 光走査装置、光書込装置、画像形成装置、振動ミラーチップ及び光走査モジュール |
| JP5146204B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2013-02-20 | セイコーエプソン株式会社 | 光学デバイス、光スキャナ及び画像形成装置 |
| JP5168659B2 (ja) * | 2008-11-27 | 2013-03-21 | 株式会社リコー | 可動板構造体及び光走査装置 |
| JP2012083436A (ja) * | 2010-10-07 | 2012-04-26 | Brother Ind Ltd | 光走査装置及び同光走査装置を備えた画像形成装置、並びに、光走査装置の製造方法 |
| JP2012198298A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Ricoh Co Ltd | 光偏向装置並びにこれを備えた光走査装置、画像投影装置、画像読取装置および画像形成装置 |
-
2013
- 2013-05-31 JP JP2013115464A patent/JP5873837B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-05-28 CN CN201410230770.5A patent/CN104216109B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-29 US US14/290,001 patent/US9279981B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030016428A1 (en) * | 2001-07-11 | 2003-01-23 | Takahisa Kato | Light deflector, method of manufacturing light deflector, optical device using light deflector, and torsion oscillating member |
| JP2006071678A (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-16 | Nippon Signal Co Ltd:The | プレーナ型アクチュエータ |
| US20100195180A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Goichi Akanuma | Deflecting mirror for deflecting and scanning light beam |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11733509B2 (en) | 2017-07-06 | 2023-08-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| US12031863B2 (en) | 2017-07-06 | 2024-07-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device including movable mirror and first light passage |
| US11635613B2 (en) | 2017-07-06 | 2023-04-25 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| US20210132368A1 (en) | 2017-07-06 | 2021-05-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| US11681121B2 (en) | 2017-07-06 | 2023-06-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| CN114384686B (zh) * | 2017-07-06 | 2024-05-14 | 浜松光子学株式会社 | 光学装置 |
| US11187872B2 (en) | 2017-07-06 | 2021-11-30 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| CN110832379B (zh) * | 2017-07-06 | 2022-02-11 | 浜松光子学株式会社 | 光学装置 |
| CN114384686A (zh) * | 2017-07-06 | 2022-04-22 | 浜松光子学株式会社 | 光学装置 |
| US11740452B2 (en) | 2017-07-06 | 2023-08-29 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| CN110832379A (zh) * | 2017-07-06 | 2020-02-21 | 浜松光子学株式会社 | 光学装置 |
| US11693230B2 (en) | 2017-11-15 | 2023-07-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device |
| US11906727B2 (en) | 2017-11-15 | 2024-02-20 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device production method |
| US11953675B2 (en) | 2017-11-15 | 2024-04-09 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical device production method |
| CN112204449B (zh) * | 2018-06-14 | 2022-06-17 | 奥林巴斯株式会社 | 光偏转器及扫描型激光显微镜 |
| CN112204449A (zh) * | 2018-06-14 | 2021-01-08 | 奥林巴斯株式会社 | 光偏转器及扫描型激光显微镜 |
| CN111352234A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 三美电机株式会社 | 光扫描装置 |
| CN111352234B (zh) * | 2018-12-21 | 2023-08-08 | 三美电机株式会社 | 光扫描装置 |
| US11726240B2 (en) | 2020-02-14 | 2023-08-15 | Google Llc | Variable mesh low mass MEMS mirrors |
| CN112817146B (zh) * | 2020-02-14 | 2023-09-01 | 谷歌有限责任公司 | 可变网格低质量mems反射镜 |
| CN112817146A (zh) * | 2020-02-14 | 2021-05-18 | 谷歌有限责任公司 | 可变网格低质量mems反射镜 |
| CN113671689A (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 一种具有大镜面的mems转镜结构 |
| CN113671689B (zh) * | 2020-05-13 | 2024-06-18 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 一种具有大镜面的mems转镜结构 |
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170104 |