JP2007183574A - 揺動体装置及び光偏向器 - Google Patents

Abstract

【課題】可動部の重心と弾性支持部のねじり軸とを容易にほぼ一致させられて、自重による可動部の変形ないし点対称的な変形からの変形のズレを抑えることが可能な揺動体装置を提供する。
【解決手段】揺動体装置は、基板301、硬磁性体310、311を備えた可動部302、可動部を基板にねじり軸312回りでねじり振動可能に支持する弾性支持部304、305、可動部を基板にして相対的に駆動させる磁場発生器314を有する。可動部302が凹部306、307を有し、硬磁性体が、その端部を位置決め部308、309に突き当てて固定されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、可動部を有する共振型光偏向器などに用いられる揺動体装置、それを用いた画像形成装置などの光学機器に関する。この光偏向器は、例えば、光の偏向走査によって画像を投影する走査型プロジェクションディスプレイや、電子写真プロセスを用いたレーザビームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置或いはバーコードリーダーなどの光情報読取り装置に好適に利用されるものである。

従来、ミラーが共振駆動される様々な共振型光偏向器が提案されている。特に、半導体プロセスを用いたマイクロメカニクス技術によるマイクロマシンデバイス（例えば、ねじり回転軸中心にねじり振動する走査ミラーを有するマイクロ光偏向器）は、小型化が可能であること、消費電力が少ないこと等の特徴がある。

ねじり振動する走査ミラーを有する光偏向器を、図12に示す（特許文献1参照）。

図12の断面図に示す上記光偏向器は次の構成を有する。単結晶シリコン材料で形成されたプレート1001に穿設された窓1002内に、プレート1001と同一材料で形成された可動部1003が設けられる。プレート1001及び可動部1003と同一材料で一体形成された一対の弾性支持部により、可動部1003は窓1002の互いに対向する窓枠に支持される。可動部1003の駆動手段は、可動部1003に設けられた磁性体1004と、可動部1003にその共振周波数ｆ0に対応した周波数の交流磁場を印加する磁場発生手段1005とで構成される。可動部1003の表面に形成された反射面1006が、光源1008から照射される光1007を反射・偏向する。

この様に構成された光偏向器においては、単結晶シリコン材料で形成されたプレート1001の窓1002内に形成された可動部1003は、一対の弾性支持部で窓枠に支持されている。従って、この可動部1003は、弾性支持部のねじりばね定数Ｋと可動部1003の重量や形状で定まる慣性モーメントＬを用いて、式（1）で示される共振周波数ｆ0を有する。

可動部1003には磁性体1004が設けられているので、この磁性体1004に可動部1003の共振周波数ｆ0に対応した周波数の交流磁場を印加すれば、磁性体1004に磁力、及び弾性支持部（梁）の弾性的復元力が作用する。こうして、この可動部1003は少ないエネルギーで振動する。

可動部1003には反射面1006が形成されているので、この反射面に光源1008から光を照射することによって、反射光を前記共振周波数で往復スキャンすることが可能となる。
特開2002−311372号公報

上記の様な光偏向器を用いて光走査を行うレーザビームプリンタ、ヘッドマウントディスプレイ等の画像表示装置、バーコードリーダなどの入力デバイスの光情報読取り装置等では、光を偏向する反射面などの平面度が要求される。

しかしながら、一般に高速動作を必要とする光偏向器（特に、ミラーが共振駆動されるもの）においては、反射面などの撓みが光学性能の大きな阻害要因となっている。反射面などを有する可動部は、所定角度範囲内でねじり振動するため、大きな角加速度を受ける。従って、駆動時に、反射面などを有する可動部が自重による慣性力を受けて撓んで、反射面等の光偏向素子が大きく撓んでしまう。この自重による変形は、反射面等の光偏向素子の光学特性を低下させ、光偏向器の特性を低下させてしまう。特に、反射面等の光偏向素子を有する可動部に磁性体（磁石）を固定する際に、磁性体の重心がねじり軸から僅かにズレた場合、ねじり回転軸がねじりばねの中心からズレるため、自重による変形は更に大きくなる。

上記課題に鑑み、本発明の揺動体装置は、基板と、硬磁性体を備えた可動部と、前記可動部を前記基板に対してねじり振動可能に支持する弾性支持部と、前記可動部を振動させるための磁場を発生する磁場発生器とを有し、前記可動部には前記硬磁性体の位置を決定するための少なくとも一つの位置決め部を有し、前記硬磁性体が、その端部を前記位置決め部に突き当てて固定されていることを特徴とする。

また、上記課題に鑑み、本発明の光偏向器は、上記の揺動体装置の可動部上に反射面などの光偏向素子を配置して構成されたことを特徴とする。

また、上記課題に鑑み、本発明の光学機器は、光源と、上記の光偏向器とを有し、光源からの光を光偏向器により偏向し、該光の少なくとも一部を画像表示体または感光体上に照射することを特徴とする。

上記本発明の揺動体装置によれば、硬磁性体の端部を上記位置決め部に突き当てて固定することができる。これにより、硬磁性体の取り付け位置の精度が高まる。そして、硬磁性体の全体形状、重心位置、端部形状、上記位置決め部、全体形状などを予め正確に定めておけば、可動部の重心と弾性支持部のねじり軸とを容易に一致させることができる。特に、反射面などのある可動部面に平行且つ弾性支持部のねじり軸に垂直である方向における、硬磁性体を備えた可動部の重心座標と、弾性支持部のねじり軸の座標とを容易に一致させることができる。ここで一致とは完全一致に限定されるものではなく、許容される誤差があってもよい。従って、可動部の変形は抑えられるか、或いは生じるとしても弾性支持部のねじり軸に対してほぼ左右対称となる。こうして、自重による可動部の変形ないし点対称的な変形からの変形のズレを抑えることが可能となり、揺動体装置を、例えば、光偏向器として用いる場合、反射面などの光学性能の劣化を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態について図1を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の光偏向器10は、基板1と、磁石である少なくとも1本の硬磁性体2を備えた可動部3と、可動部に形成される反射面4と、可動部を基板にねじり振動自在に支持する弾性支持部5と、可動部を基板に対して相対的に駆動させる磁場発生部6を有する。反射面4は、必要に応じて可動部3の一方面側にアルミニウム、誘電体多層膜などの反射率の高い膜を成膜して形成される。また、図1では弾性支持部が1本の場合を示しているが、この形状に限定することなく、後述するように1対の弾性支持部で可動部の両側を基板と連結してもよい。基板1はスペーサ7を介して基台8に固定されている。また、磁石が固定されている可動部と反射面が形成される可動部とを弾性支持部を介して連結し、機能を分離した構成であってもよい。

この光偏向器が、弾性支持部のねじりばね定数Ｋと共振子（可動部）の重量や形状で定まる慣性モーメントＬを用いて上記式（1）で示される共振周波数ｆ0を有することは上述した通りである。

可動部は硬磁性体を備えているので、この硬磁性体に可動部の共振周波数に対応した周波数の交流磁場を印加することにより、可動部が振動し、光源からの光を反射面によって共振周波数で偏向できることも上述した通りである。

本実施形態では、反射面とは反対側の可動部の面に位置決め部を有する凹部を少なくとも一つ形成してもよいし、反射面と同じ面に少なくとも1つの凹部を形成してもよい。また、可動部の両面にそれぞれ少なくとも一つの凹部を形成してもよい。反射面と同じ面に凹部を形成する際は、反射面に影響を及ぼさないように離れた位置に形成することが好ましい。硬磁性体を可動部3に取り付ける際は、形成した凹部の位置決め部9に突き当てて固定する。この凹部の位置決め部の形状、及び硬磁性体の形状等は、硬磁性体2の端部を当該位置決め部9に突き当てて固定するときに、硬磁性体を備える可動部の重心が弾性支持部のねじり軸に一致する様に、予め設計されている。例えば、硬磁性体を可動部の一方の面に取り付ける場合は、硬磁性体を備える可動部の重心を調整するために、可動子の他方の面に重心を調整する部材を設けてもよい。また、重心を調整するために、ねじり軸を中心として、硬磁性体を設けない側の可動部の厚さを厚くしてもよい。上記手段により、硬磁性体を含む可動部の重心と弾性支持部のねじり軸（特に、反射面に平行且つ弾性支持部のねじり軸に垂直である方向における、硬磁性体を備えた可動部の重心座標と、弾性支持部のねじり軸の座標）とを容易に一致させることができる。こうして、自重による可動部の変形ないし点対称的な変形からの変形のズレを最小限に抑え、反射面の光学性能の劣化を防止することができる。これに対して、可動部の単なる平面上の所定位置に磁石を接着剤などで固定する場合は、たとえ硬磁性体の形状等を予め設計通りに作成していたとしても、可動部全体の重心が弾性支持部のねじり軸に一致する様に硬磁性体を固定するのは非常に難しい。尚、図１では可動部の面に凹部を形成しているが、凹部を設けずに可動部の面に突起状の位置決め部を設けて、当該位置決め部に硬磁性体を突き当てて固定してもよい。

本実施形態の課題解決原理を説明する。本発明の課題解決原理も実質的にこれと同じである。

図2（ａ）は、可動部101が平板（直方体）である場合のねじり軸103を法線とする可動部101の断面図を示している。本実施形態の光偏向器は、共振周波数付近で駆動され、ねじり振動している。従って、時間に対する可動部101の変位角は正弦波状に変化する。そして、最大の角加速度がかかる変位角箇所（例えば、正弦波状の振動角の全てを光偏向器としての使用領域と設定するならば最大変位角付近）で最も大きな変形が生じる。図2（ｂ）は、変形が生じた時の可動部101の変形を示している。図2（ｂ）に示す様に可動部101に変形が生じると、可動部101上に形成されている反射面102も同様に変形を受ける。この変形が著しい場合ないしは対称的な変形からのズレが大きい場合は、光偏向器の使用領域に渡って反射面102の平坦度ないしねじり軸回りの点対称性が保証されず光学特性を著しく低下させてしまう。

可動部101が、直方体の場合は、図3に示す近似モデルによってねじり振動時の可動部101の変形を説明することができる。図3は、図2（ａ）に示した可動部101の断面図の中央から半分を特に示している。可動部101の変形は、ねじり軸103を中心にほぼ点対称であり、図3に示す様に中央部分を固定端202支持とした梁の変形と近似することができる。可動部201にねじり振動によって角加速度Q(2pf)²（但し、Qは変位角、fはねじり振動周波数）が負荷された場合、図3の梁の変形（撓み）yは式（2）の様になる。

（但し、Xは図3に示した無次元化距離、ρは部材の密度、Eは部材のヤング率、tは厚さ、W_hはミラー幅Wの半分の値）

ここで、変形（撓み）yの基準平面Qからの距離δは、反射面102の光学特性の低下に影響する。今、距離δは、基準平面Qを図2（ｂ）に示す様にとると、式（3）の様に示すことができる。

この様に、距離δは、変位角Θ、ミラー幅Wの5乗、周波数ｆの自乗に比例するため、大きな反射面開口、大偏向角、より高い高周波数駆動が必要な場合は、自重による可動部の変形の影響が益々顕著になる。そして、可動部の重心と弾性支持部のねじり軸とがズレた場合、可動部の変形は、弾性支持部のねじり軸に対して非対称となり、可動部の変形が急激に大きくなる。このズレは、特に、上述した反射面に平行且つ弾性支持部のねじり軸に垂直である方向における、硬磁性体を備えた可動部の重心座標と弾性支持部のねじり軸の座標とのズレである。

従って、上記した様に、硬磁性体を位置決め部に突き当てて、可動部の重心と弾性支持部のねじり軸とを一致させることにより、自重による変形の悪影響を最小限に抑えることが可能となる。一例では、可動部の重心とねじり軸のズレが5μｍ程度以下であれば、即ち可動部の重心とねじり軸とを一致させることができ、可動部の変形は、ねじり軸を中心にほぼ点対称となり、自重による変形に起因する光スポットの変形を許容範囲に抑えることができる。

本実施形態において、複数の硬磁性体を、夫々、複数の凹部の一方の端面に突き当てて固定する場合（図5参照）、全ての硬磁性体の突き当てる側が同じでない（例えば、複数の硬磁性体の重心が、ねじり軸を挟んで交互になる様に突き当てる）様にする。これにより、可動部の重心と弾性支持部のねじり軸とを容易にほぼ一致（特に、上述の意味での一致）させることができる。

また、本実施形態において、少なくとも1本の硬磁性体を溝（凹部）に対して斜めに配置し、且つ凹部の向かい合う両端面に突き当てて固定することによっても（図6参照）、上述の意味での一致が容易に可能となる。この際、例えば、硬磁性体の対角線の長さを溝の長手方向より長くして、硬磁性体を溝の対角線上に挿入し、硬磁性体を回転させて硬磁性体の対角線の端部と溝の端面が一致する様に固定する。

また、ねじり軸を挟んでその両側の可動部の面に複数の凹部をねじり軸に沿う方向に形成し、硬磁性体を各凹部の端面に突き当てて固定する構造も可能である。これは、例えば、図5（ａ）や図6の凹部と硬磁性体を、他の部分はそのままで、ほぼ90度回転させた様な配置構造である。この場合、硬磁性体は厚み方向に磁化して、外部のコイルから発生する磁場で硬磁性体にトルクを発生させて、可動部をねじり軸回りにねじり振動させる。この構成による課題解決の原理も上述のものと同じである。

また、図7に示すとおり凹部を可動部の両面に形成してもよい。この場合、凹部は反射面に影響を及ぼさない位置に形成する。また、可動部の重心座標と弾性支持部のねじり軸の座標とを一致させることができれば、硬磁性体が凹部からはみだした形状となってもよい。

また、可動部に形成する凹部の断面形状は、図4（ｂ）の306、307に示すような形状でもよいし、また、図7（ｂ）に示すようなＶ字形状でもよい。硬磁性体を凹部の位置決め部に接触させて固定する場合は、硬磁性体と位置決め部を面で接触させて固定してもよいし、線で接触させて固定してもよいし、又は点で接触させて固定してもよい。例えば、図4（ｂ）の306、307に示すような凹部に、円筒状の硬磁性体を固定する場合は、硬磁性体は凹部の端面に面接触させて固定することができる。一方、図7（ｂ）のようなＶ字形状の凹部の端面に円筒状の硬磁性体を固定する場合は、硬磁性体と凹部の端面は位置決め部である点800ａにおいて点接触して固定される。

上記実施形態の光偏向器を用いた画像形成装置、画像表示装置などの光学機器においては、対象面上での光スポットの変形を許容範囲に抑えることができて画質の劣化を防止することが可能となる。

以下、具体的な実施例を挙げて本発明の光偏向器などの揺動体装置、それを用いた光学機器を詳細に説明する。

＜実施例1＞
図4（ａ）は、本発明の実施例1の光偏向器を説明する上面図である。また、図4（ｂ）は、図4（ａ）のＡ−Ｂ断面を示したものである。図5（ａ）は可動部の裏面を示す図であり、図5（ｂ）は可動部のＡ方向から見た側面図である。実施例1の光偏向器において、シリコン単結晶の基板301に可動部302が形成され、2本の弾性支持部304、305でねじり振動自在に支持されている。2本の弾性支持部304、305はねじり軸312上に配置されている。可動部302の一方面側には、表面に光反射率の高いアルミニウム、誘電体多層膜などがコーティングされて反射面303が形成されている。

また、可動部302の他方面側には、図5（ａ）に示す様に、硬磁性体（磁石）310、311の位置決めを行うための長手方向の長さ1000μｍの溝（凹部）306、307がねじり軸312を横切って形成されている。そして、長さ900μｍの硬磁性体310、311が、その所定端部を、対応する溝306、307の溝端面308、309（位置決め部）に突き当てる様にして夫々設置・固定されている。この長さは硬磁性体310の長さと位置決め誤差（例えば5μｍ）の和よりも大きい。このとき、硬磁性体310、311の重心がねじり軸312を挟んで交互の側に来て、硬磁性体を備える可動部302の重心313がねじり軸312と上述の意味で一致する様に、溝端面308、309、硬磁性体310、311の形状などが予め設定されている。ここで、溝内に硬磁性体を入れ易いように、溝の幅も硬磁性体の幅より若干大きく設定するとよい。これにより、ねじり軸312に沿う方向の硬磁性体の位置決めは若干不正確になる可能性があるが、この不正確さは、可動部302の重心313とねじり軸312との上述の意味での一致には悪影響は無い。

硬磁性体310、311はねじり軸312に対してほぼ垂直方向に磁化されている。図5（ａ）の例では、溝306、307がねじり軸312に対してほぼ垂直方向に形成されているが、この形成方向は次の様なものでもよい。すなわち、ねじり軸312を適当な角度で横切る方向であり、固定される硬磁性体310、311の一方の磁極がねじり軸312の一方側に来て他方の磁極がねじり軸312の他方側に来る様なものであればよい。

さらに、可動部302の重心313とねじり軸312との上述の意味での一致を達成する様に設定されているならば、溝（凹部）を1つにして硬磁性体を図5（ａ）に示す様に固定してもよい。或いは、1つの溝内に1つの硬磁性体を設置・固定してもよい。

本実施例では、図4（ｂ）に示す様に、基板301は、スペーサ315を介して固定体（基台）317上に実装されていて、磁場発生器であるコイル314が、硬磁性体310、311と対向する固定体317部分上に配置されている。

上記構成において、コイル314に電流を印加することによって、コイル314から磁場が発生する。発生した磁場により可動部302の硬磁性体310、311にはねじり軸312回りのトルクが作用し、可動部302が駆動される。

以上の様に、硬磁性体310、311の位置決めを行うための溝306、307の位置決め部308、309に突き当てる様にして、硬磁性体310、311を設置・固定している。この構成により、図5（ｂ）に示す様に、反射面303に平行且つ弾性支持部304、305のねじり軸312に垂直な方向の可動部の重心座標313と、弾性支持部304、305のねじり軸312の座標324とのズレを最小限に抑えることが可能となる。こうして、可動部302の自重による変形ないし点対称的な変形からの変形のズレを最小限に抑え、反射面303の光学特性の劣化を抑えることができる。

＜実施例2＞
実施例2の光偏向器の構成は、実施例1と略同様であり、図6は本実施例の光偏向器を説明するための可動部の裏面図である。可動部402及び弾性支持部403、404はバルクマイクロマシニング技術により基板401と共に一体で形成されている。本実施例が実施例1と異なる点は、次の点である。可動部402の裏面に、2つの溝（凹部）405、406を形成し、磁石（硬磁性体）407、408の対角線の長さを溝406、407の長手方向（ねじり軸413を横切る方向）の長さより長くしている。そして、磁石407、408の対角線の端部409、410が溝406、407の端面（位置決め部）411、412に夫々突き当たって一致する様に、磁石407、408が固定されている。

本実施例の上記構成の様に磁石407、408を固定したことによって、反射面に平行且つ弾性支持部403、404のねじり軸413に垂直な方向の可動部402の重心座標と、弾性支持部403、404のねじり軸413の座標とをほぼ一致させることができる。また、2つの磁石位置決め用の溝405、406の対角線上に硬磁性体407、408を挿入し、硬磁性体407、408を回転させて磁石407、408の対角線の端部409、410が溝406、407の端面（位置決め部）411、412に一致する様に固定できる。従って、容易に上記可動部402の重心座標とねじり軸413の座標とをほぼ一致させることができる。

以上の様に構成された本実施例の光偏向器の構成によっても、可動部402の自重による変形ないし点対称的な変形からの変形のズレを最小限に抑え、反射面の光学特性の劣化を抑えることができる。本実施例の変形の可能性についても、実施例1で述べた様な変形が可能である。

＜実施例3＞
図7（ａ）は、本発明の実施例3の光偏向器を説明する断面図である。本実施例は、可動部801の両面に凹部としてＶ字断面の長溝801ｃ、801ｄが形成され、そこに円筒形状の硬磁性体802ａ、802ｂを実装した場合を示している。反射面は、Ｖ字断面の長溝が構成されている個所とは離れた場所に形成されている。図7（ｂ）で示す様に、円筒形状の硬磁性体は、Ｖ字断面の長溝のエッジ800ｃ、800ｄに沿って移動し、硬磁性体802ａ、802ｂの端面の下部1点（位置決め部）800ａ、800ｂを、Ｖ溝端の斜面801ａ、801ｂに突き当てて実装されている。可動部のＶ字断面の長溝自体は、両面にねじり軸803に回転対称に形成されている。円筒形状の硬磁性体を含め、全体としての重心がねじり軸803上に来るため、可動部のねじり運動状態下での反射面の変形や、反射面の姿勢に変化を与えない。硬磁性体の径が小さい場合は、硬磁性体とＶ字断面とが接する部分は、Ｖ字断面の長溝のエッジではなく斜面となってもよい。

＜実施例4＞
図8は、本発明の実施例4の可動部901を説明する断面図である。本実施例でも、可動部の両面に溝901ｃ、901ｄが形成され、そこに硬磁性体902ａ、902ｂを実装している。本実施例では、Ｖ溝を形成する位置を可動部のねじり軸903を中心に対称としている。すなわち、実施例3と同様にＶ溝端の斜面901ａ、901ｂに突き当てて、当該斜面に有する位置決め部900ａ、900ｂで硬磁性体902ａ、902ｂを固定している。本実施例では、可動部の両面に配置された硬磁性体の位置が、ねじり軸を通り可動部の面と平行な面で、上下対称となるように配置されるように、Ｖ溝901ｃ、901ｄを形成している。硬磁性体の比重は比較的大きいため、この様に硬磁性体のねじり軸からの変位（図8の左右方向の変位）をなくすことで、全体の重心のズレを小さくすることができる。よって、溝の位置自体が可動部の両面で回転対称にズレているが、全体としての重心がねじれ軸上に来るため、ねじれ運動状態下で反射面の変形や、反射面の姿勢に変化を与えない。

＜実施例5＞
図9は本発明の実施例5の可動部の説明図である。図9は可動部をねじり軸方向からみた図であり、A、A´は図7の800ａ、800ｂに相当する点である。また、直線AP、AP´、A´P、A´P´は本実施例を説明するために便宜的に記載した直線である。円筒形硬磁性体702は、硬磁性体の両端の下1点700ａ、700ｂを溝斜面に倣って固定されている。溝は可動部701の両面に形成されたＶ断面の長溝であって、その溝両端も傾斜を持っている。従って、硬磁性体の両端の各一点が各斜面に当たっている限り、円筒形硬磁性体の位置決めができる。溝斜面の角度θ＝54．7°とし、円筒形硬磁性体の長さを1とすれば、硬磁性体の中央上0．35の位置が硬磁性体の傾きに対し幾何的な不動点となる。簡単のため、図では円筒形硬磁性体側を固定し、溝を傾けて説明する。AA´は硬磁性体長さで、A、A´は斜面との接触点である。Pは斜面の延長点である。図から、∠APA´は一定であり、従ってP点は円周上の点であることが分かる。この円と∠APA´の2等分線の交点QとすればQ点は不動点であることが分かる。仮にこのQ点と硬磁性体702の重心Wが一致すれば、硬磁性体の傾きに対して重心の位置ズレはない。したがって、硬磁性体702と溝の長さを適切に選べば、可動部の両面の溝に硬磁性体を挿入し、可動部表面に平行に配置するだけで、重心の位置ズレを抑制できる。

＜実施例6＞
図10-1（ａ）は、本発明の実施例6の可動部1101で発生する僅かな重心のズレを更に補正するために、硬磁性体を平行に配置する方法を示したものである。本実施例における溝1101ｃ、1101ｄはＶ字形状であり、円筒形状の硬磁性体1102ａ、1102ｂは、他の実施例のものと比べて長いため、溝部に固定すると傾斜して固定される。図10-1（ａ）では、硬磁性体1102ａは、位置1100ａと、Ｖ溝の両端のエッジ部分1100ｃ、1100ｃ´と、位置1100ｂで固定されている。また、硬磁性体1102ｂは、位置1100ａ´と、Ｖ溝の両端のエッジ部分1100ｄ、1100ｄ´と、位置1100ｂ´で固定されている。硬磁性体が長い場合は、硬磁性体1102ａ、1102ｂは溝からはみだし、溝のエッジ部分1100ｅ、1100ｅ´と接する。この様に硬磁性体を固定する場合は、硬磁性体同士が互いに平行になるように固定する。

図10-1（ｂ）は円筒形硬磁性体を図10-1（ａ）の左側から見た図であり、円筒形硬磁性体はＶ溝と位置1100ａ、1100ｂで接しており、また、Ｖ溝のエッジと位置1100ｃ、1100ｃ´で接している。更に図10-2は、図10-1（ａ）の右側から見た図であり、円筒形の硬磁性体はＶ溝と位置1100ａ、1100ｂ（図示しない）で接しており、また、Ｖ溝のエッジと位置1100ｃ、1100ｃ´で接している。本実施例のように、円筒形の硬磁性体を互いに平行になるように固定することで、重心ズレを抑制できる。こうして、ねじり運動状態下での重心のズレによる反射面の変形や反射面の姿勢変化の発生を抑制できる。

＜実施例7＞
本実施例は、本発明による光偏向器を用いた画像表示装置の例に関する。図11は、本実施例の画像表示装置を説明するための概略図である。上記実施例の光偏向器601、602を、偏向方向が互いに直交する様に配置することにより、入射光を垂直・水平方向にスキャンすることができる。レーザ光源611から入射したレーザ光641は光強度変調器621により強度変調を受けて、光偏向器601、602により2次元的に走査される。レーザ光源611は赤色、青色、緑色の光源を用い、これらを混色光源系にて混色して用いてもよい。この走査されたレーザ光641は、レンズ631により投影面651上に画像を形成する。

この様な画像表示装置の場合、光偏向器の反射面の面精度が低下したり反射面の姿勢が変化したりすると投影面の画質が劣化する。本実施例では、本発明の光偏向器を用いることにより、光偏向器の反射面の平面度の劣化ないし点対称的な変形からのズレを防ぐことができる。また反射面の姿勢変化を抑制できるので、画像の劣化を防ぐことができる。勿論、本発明による光偏向器は、その他にも、感光体を有する電子写真方式の画像形成装置などの光学機器にも使用できる。

本発明の一実施形態を示す模式図である。(a)は側面図、(b)は上面図である。 （ａ）は本発明の原理を説明するための可動部の断面図、（ｂ）は及び可動部の変形の様子を示す断面図である。 本発明の原理を説明するための可動部の半分を拡大した断面図である。 （ａ）は本発明の実施例1の光偏向器を説明するための上面図、（ｂ）はＡ−Ｂ断面図である。 （ａ）は本発明の実施例1の光偏向器の可動部の裏面図、（ｂ）は可動部の側面図である。 本発明の実施例2の光偏向器を説明するための可動部の裏面図である。 （ａ）は本発明の実施例3の光偏向器の可動部を説明する断面図であり、（ｂ）は円筒形硬磁性体とＶ断面の長溝の関係を示す右側面図である。 本発明の実施例4の光偏向器の可動部で、両面の長溝自体を予めずらした場合を示す断面図である。 本発明の実施例5のＶ断面長溝と磁石の関係を幾何的に示す説明図。 （ａ）本発明の実施例6の光偏向器の可動部を説明する断面図、（ｂ）は円筒形硬磁性体とＶ断面長溝の関係を示す左側面図である。 本発明の実施例6の光偏向器の可動部の円筒形硬磁性体とＶ断面長溝の関係を示す右側面図である。 本発明の実施例7の画像表示装置を説明する概略図である。 従来例の光偏向器を説明する断面図である。

符号の説明

1、301、401 基板
2、310、311、407、408、702、802ａ、802ｂ、1002、1102ａ、1102ｂ 硬磁性体（磁石、円筒形硬磁性体）
3、101、302、402、701、801、901、1101 可動部
4、102、303 光偏向素子（反射面）
5、304、305、403、404 弾性支持部
6、314 磁場発生器（コイル）
9、308、309、411、412、700ａ、700ｂ、800ａ、800ｂ、1100ａ、1100ｂ 位置決め部
10、601、602 本発明の光偏向器
103、312、413、803、903 ねじり軸
306、307、405、406 凹部（溝）
313 可動部の重心位置
409、410 硬磁性体の所定の端部
611 光源（レーザ光源）
641 光（レーザ光）
651 画像表示体（投影面）
801ｃ、801ｄ、901ｃ、901ｄ、1101ｃ、1101ｄ Ｖ断面長溝
800ｃ、800ｄ、1100ｃ、1100ｃ´、1100ｄ、1100ｄ´ Ｖ溝のエッジ
801ａ、801ｂ、901ａ、901ｂ Ｖ溝端の斜面

Claims (13)

1. 基板と、硬磁性体を備えた可動部と、前記可動部を前記基板に対してねじり振動可能に支持する弾性支持部と、前記可動部を振動させるための磁場を発生する磁場発生器とを有し、
   前記可動部は前記硬磁性体の位置を決定するための少なくとも一つの位置決め部を有し、
   前記硬磁性体が、その端部を前記位置決め部に突き当てて固定されていることを特徴とする揺動体装置。
2. 前記可動部が凹部を有し、
   前記凹部は前記硬磁性体の位置を決定するための少なくとも一つの位置決め部を有し、
   前記硬磁性体が、その端部を前記位置決め部に突き当てて固定されていることを特徴とする請求項1に記載の揺動体装置。
3. 前記硬磁性体が複数あり、
   前記複数の硬磁性体が、夫々、前記ねじり軸を挟んで両側にある前記位置決め部に突き当てて固定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の揺動体装置。
4. 前記硬磁性体が2本あり、
   前記硬磁性体のそれぞれの重心が、前記ねじり軸を挟んで両側にあることを特徴とする請求項3に記載の揺動体装置。
5. 前記硬磁性体が前記凹部に対して斜めに配置され、
   前記硬磁性体が、その両端部を前記凹部の向かい合う両端面にある前記位置決め部に夫々突き当てて固定されていることを特徴とする請求項2に記載の揺動体装置。
6. 前記硬磁性体が前記ねじり軸を横切って配置され、
   前記硬磁性体が、その長手方向に磁化されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の揺動体装置。
7. 前記硬磁性体が前記ねじり軸に沿う方向に配置され、
   前記硬磁性体が、その厚み方向に磁化されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の揺動体装置。
8. 前記位置決め部は前記可動部の両面に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の揺動体装置。
9. 前記可動部の両面に形成された位置決め部はねじり軸に対して軸対称であることを特徴とする請求項8に記載の揺動体装置。
10. 前記凹部の断面がＶ字形状であり、かつ両端部が斜面であることを特徴とする請求項2乃至9のいずれか1項に記載の揺動体装置。
11. 前記硬磁性体は、前記硬磁性体の両端部を、前記凹部の斜面に有する位置決め部に突き当てて固定されていることを特徴とする請求項10に記載の揺動体装置。
12. 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の揺動体装置の前記可動部に光偏向素子を配置して構成されたことを特徴とする光偏向器。
13. 光源と、請求項14に記載の光偏向器とを有し、光源からの光を光偏向器により偏向し、該光の少なくとも一部を画像表示体または感光体上に照射することを特徴とする光学機器。

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