JP2008185621A - 光偏向器 - Google Patents

Abstract

【課題】振動ミラーの回転振動に起因する配線の振動騒音を低減できる光偏向器を提供する。
【解決手段】光偏向器Ｌは、所定の回転振動軸Ａを中心に回転振動する振動ミラー３と、振動ミラー３を保持するＭＥＭＳパッケージ１０と、振動ミラー３に電力を供給するためにＭＥＭＳパッケージ１０に電極７を介して接続される配線６とを備えている。そして、配線６の引出開始位置である電極７は、振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ静止状態における振動ミラー３と直交する面と交わるように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザプリンタ等のスキャナ装置に使用される光偏向器に関する。

レーザプリンタ等のスキャナ装置に使用される光偏向器としては、ポリゴンミラーを備えたものが従来一般的であったが、近年、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを備えたものも提案されている（例えば特許文献１参照）。
ＭＥＭＳミラーは、半導体プロセス技術を応用して製造される微小電気機械システムの一つであって、一般に、平板状の基板に切り抜き形成された回転振動板を有し、その表面中央部には全反射型のミラー面が蒸着などの手段により形成されている。そして、この回転振動板からなる振動ミラーは、その中心線上に切り残された軸部を軸として基板に回転振動（揺動）可能に支持されている。

この種のＭＥＭＳミラーにおいて、電磁駆動型のＭＥＭＳミラーでは、振動ミラー上のミラー面の周囲に平面コイルが形成されており、振動ミラーを囲む基板には、振動ミラー上の平面コイルに磁界を作用させる永久磁石が配設されている。

そして、この種の電磁駆動型のＭＥＭＳミラーは、基板から引き出された配線を介して振動ミラー上の平面コイルに所定の駆動信号を供給し、この駆動信号に応じたローレンツ力を発生させて振動ミラーを回転振動させるように構成されている。

特開２００４−１９８５００号公報

ところで、前述のようなＭＥＭＳミラーを備えた光偏向器においては、振動ミラーが回転振動する際、その振動が基板などの振動ミラー保持部材から引き出された配線に伝わり、この配線が共振して騒音を発生する虞がある。ことに、振動ミラーの揺動端部の側方に位置する振動ミラー保持部材の縁部から配線が引き出されている場合にその傾向が顕著である。

本発明は、このような従来技術の問題点に対応してなされたものであり、振動ミラーの回転振動に起因する配線の振動騒音を低減できる光偏向器を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る光偏向器は、所定の軸を中心に回転振動することで、光源から出射された光の反射方向を変化させて走査を行う振動ミラーと、前記振動ミラーを保持する振動ミラー保持部材と、前記振動ミラーに電力を供給するために前記振動ミラー保持部材に接続される配線と、を備え、前記配線は、前記振動ミラー保持部材の表面から外側へ引き出され、前記配線の引き出し開始の位置が、前記振動ミラーの軸を含み、かつ静止状態における振動ミラーと直交する面と交わるように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る光偏向器では、振動ミラーの軸を含み、かつ、静止状態における振動ミラーに直交する面と交わるように配線の引き出し開始の位置（以下、「引出開始位置」という。）が設定されているため、振動ミラーの回転振動に伴い配線の引出開始位置に伝わる振動は極めて小さいものとなり、配線の振動騒音が低減する。

本発明に係る光偏向器によれば、振動ミラーの軸を含み、かつ、静止状態における振動ミラーに直交する面と交わるように配線の引出開始位置が設定されているため、振動ミラーの回転振動に伴い配線の引出開始位置に伝わる振動は極めて小さいものなる。従って、振動ミラーの回転振動に起因する配線の振動騒音を低減することができる。

＜第１の実施形態＞
次に、本発明の第１の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は第１の実施形態に係る光偏向器を示す平面図、図２はＭＥＭＳミラーの平面図、図３は図１のＩＩ矢視側面図、図４は図１のＩＩＩ矢視側面図である。

図１に示すように、第１実施形態に係る光偏向器Ｌは、例えばレーザプリンタ等のスキャナ装置に使用される光偏向器であって、光源から出射された光の反射方向を変化させる電磁駆動型のＭＥＭＳミラー１を主に備えている。また、光偏向器Ｌは、振動ミラー保持部材の一例としてのＭＥＭＳパッケージ１０と、一対の支持部材８，８とを備えて構成されている。

［ＭＥＭＳミラー１］
ＭＥＭＳミラー１は、半導体プロセス技術を応用して製造されたものであり、図２に示すように、例えば横長長方形の平板状に形成されたミラー支持体２の中央部に横長楕円形の平板状の振動ミラー３が切り抜き形成されている。

ミラー支持体２は、その中央部に切り残された上下の軸部４，４を介して振動ミラー３を回転振動可能に支持している。ここで、軸部４，４は、弾性変形可能に構成されている。

軸部４，４を回転振動軸Ａとする振動ミラー３の表面中央部には、光源から出射された光の反射方向を変化させるための全反射型のミラー面５が蒸着などの適宜の手段によって例えば横長の長方形に形成されている。

なお、図示省略したが、ミラー支持体２には、振動ミラー３を取り囲む部分に永久磁石が配設されており、振動ミラー３のミラー面５の周囲には、ミラー支持体２側の永久磁石から磁界の作用を受ける平面コイルが形成されている。これにより、平面コイルに電流を流すと、電磁力と軸部４の弾性力とによって、振動ミラー３が回転振動軸Ａを中心に所定範囲で回転振動（揺動）するようになっている。また、このように振動ミラー３が所定範囲で回転振動することで、この振動ミラー３によって図示せぬ光源から出射された光の反射方向が変化させられて走査が行われるようになっている。

［ＭＥＭＳパッケージ１０］
図１に示すように、ＭＥＭＳパッケージ１０は、ＭＥＭＳミラー１を収容する中空の矩形のケース状に形成され、その内部の適所にＭＥＭＳミラー１のミラー支持体２が固定されることで、このミラー支持体２を介して振動ミラー３を回転振動可能に保持している。ＭＥＭＳパッケージ１０の表面１０ａには、振動ミラー３のミラー面５を外部に露出するための開口部１０ｂが形成されている。

図３に示すように、ＭＥＭＳパッケージ１０の下側の側面１０ｃの中央部のうちの表面１０ａ側には、電極７が回転振動軸Ａに沿って突設されている。この電極７には、図４に示すように、振動ミラー３の平面コイル（図示省略）に電力を供給するための配線６が接続されている。そして、この配線６は、ＭＥＭＳパッケージ１０の側面（表面）１０ｃから外側へ、回転振動軸Ａと平行に引き出されている。

すなわち、本実施形態においては、配線６の引出開始位置は、電極７が形成される位置であり、この位置は、振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ静止状態における振動ミラー３と直交する面と交わるように配置されている。

［支持部材８］
図１，３，４に示すように、支持部材８は、振動ミラー３の回転振動軸Ａと平行な支持軸Ｂ回りにＭＥＭＳパッケージ１０を傾動自在に支持するものであり、ＭＥＭＳパッケージ１０の表面１０ａの開口部１０ｂを挟むように２つ配設されている。具体的には、一対の支持部材８，８は、振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ、静止状態における振動ミラー３と直交する面と交わるように配置されている。

ここで、支持部材８は、例えばＭＥＭＳパッケージ１０を支持する図示せぬフレームなどに設けられ、この支持部材８に対してＭＥＭＳパッケージ１０が図示せぬ板ばねにより押圧されることで、ＭＥＭＳパッケージ１０がフレームに傾動自在に固定される。これにより、ＭＥＭＳパッケージ１０内の振動ミラー３の静止状態における角度が調整可能となっている。なお、角度調整が可能な構造とするには、例えばＭＥＭＳパッケージ１０の支持軸Ｂを挟んだ両側に板ばねを１つずつ設け、そのうちの１つをＭＥＭＳパッケージ１０の長手方向に移動自在に構成すればよい。

以上のように構成された光偏向器Ｌでは、配線６の引出開始位置となる電極７が振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ、静止状態における振動ミラー３に直交する面と交わるように配置して突設されているため、振動ミラー３が回転振動する際に電極７に伝わる振動は極めて小さいものとなる。

また、電極７に接続された配線６が振動ミラー３の回転振動軸Ａと平行に引き出されているため、振動ミラー３の回転振動に伴って配線６の引き出し部分に伝わる振動も極めて小さいものとなる。

加えて、ＭＥＭＳパッケージ１０を傾動自在に支持する一対の支持部材８，８も振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ、静止状態における振動ミラー３に直交する面と交わるように配置されているため、振動ミラー３からＭＥＭＳパッケージ１０を介してフレーム等に伝わる振動を極力抑えることができる。

従って、第１の実施形態の光偏向器Ｌによれば、振動ミラー３の回転振動に起因する配線６の振動騒音を効果的に低減することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態に係る光偏向器Ｌの一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。参照する図面において、図５は、第２の実施形態に係る光偏向器を示す平面図、図６は図５のＶ矢視側面図、図７は図５のＶＩ矢視側面図である。

図５〜図７に示すように、第２実施形態に係る光偏向器Ｌ’には、第１の実施形態において配線６の引出開始位置となった電極７の代わりに、コネクタソケット９Ａとコネクタプラグ９Ｂとで構成されたコネクタ９が配設されている。

コネクタソケット９Ａは、図６に示すように、ＭＥＭＳパッケージ１０の下側の側面１０ｃの中央部のうちの表面１０ａ側に、回転振動軸Ａに沿って突設されている。このコネクタソケット９Ａには、図７に示すように、コネクタプラグ９Ｂを介して配線６が接続されている。そして、この配線６は、ＭＥＭＳパッケージ１０の側面（表面）１０ｃから外側へ、回転振動軸Ａと平行に引き出されている。

すなわち、第２実施形態に係る光偏向器Ｌ’においても、配線６の引出開始位置となるコネクタ９が振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ、静止状態における振動ミラー３に直交する面と交わるように配設されている。そのため、振動ミラー３が回転振動する際にコネクタ９に伝わる振動は極めて小さいものとなる。

また、コネクタ９に接続された配線６が振動ミラー３の回転振動軸Ａと平行に引き出されているため、振動ミラー３の回転振動に伴って配線６の引き出し部分に伝わる振動も極めて小さいものとなる。

従って、第２実施形態の光偏向器Ｌ’によっても、振動ミラー３の回転振動に起因する配線６の振動騒音を効果的に低減することができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態に係る光偏向器Ｌの一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。参照する図面において、図８は第３実施形態に係る光偏向器を示す平面図、図９は図８のＶＩＩＩ矢視側面図、図１０は図８に示した光偏向器の背面図である。

図８に示すように、第３の実施形態に係る光偏向器Ｌ”では、ＭＥＭＳパッケージ１０の右側の側面１０ｄの両端部に、一対の配線６，６が接続される一対の電極２０，２０が突設されている。詳しくは、各電極２０は、図９に示すように、ＭＥＭＳパッケージ１０の側面１０ｄのうちの裏面１０ｅ側に配置される。そして、一対の電極２０，２０に接続された一対の配線６，６は、図９と図１０に示すようにＭＥＭＳパッケージ１０の裏面１０ｅ側に裏面１０ｅに沿って引き回されており、その裏面１０ｅの中央部（集約部６Ａ）に集約されて固定されている。

すなわち、第３の実施形態において、配線６は、各電極２０から集約部６Ａまでの間においてはＭＥＭＳパッケージ１０の表面から引き出されておらず、集約部６Ａで固定された後に、引き出されるようになっている。そのため、本実施形態では、この集約部６Ａが、配線６の引出開始位置となっている。そして、このような配線６の引出開始位置となる集約部６Ａは、振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ、静止状態における振動ミラー３と直交する面と交わる部位に配置されている。

以上、第３実施形態に係る光偏向器Ｌ”によれば、一対の配線６，６の集約部６Ａが振動ミラー３の回転振動軸Ａを含み、かつ、静止状態における振動ミラー３と直交する面と交わる部位に配置されているため、振動ミラー３が回転振動する際に一対の配線６，６の集約部６Ａに伝わる振動は極めて小さいものとなる。そのため、振動ミラー３の回転振動に起因する一対の配線６，６の集約部６Ａの振動を抑制することができ、一対の配線６，６の振動騒音を効果的に低減することができる。

なお、本発明は前記各実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記した第１、第２の実施形態では、配線６を回転振動軸Ａから所定距離ずらした位置で平行に引き出したが（図４，７参照）、本発明はこれに限定されず、配線を回転振動軸Ａと一致した位置から回転振動軸Ａの延長線上に沿うように引き出してもよい。これによれば、配線の振動をより抑えることができる。

前記した第３の実施形態では、ＭＥＭＳパッケージ１０に２つの電極２０を設けたが、本発明はこれに限定されず、電極の数は３つ以上であってもよい。

前記各実施形態では、ＭＥＭＳミラーとして電磁駆動方式のものを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、静電力で振動ミラーを揺動させる静電駆動方式のものなどを採用してもよい。
前記各実施形態では、振動ミラーの形状を楕円状としたが、本発明はこれに限定されず、例えば四角形状、円状などであってもよい。

第１の実施形態に係る光偏向器を示す平面図である。 ＭＥＭＳミラーの平面図である。 図１のＩＩ矢視側面図である。 図１のＩＩＩ矢視側面図である。 第２実施形態に係る光偏向器を示す平面図である。 図５のＶ矢視側面図である。 図５のＶＩ矢視側面図である。 第３実施形態に係る光偏向器を示す平面図である。 図８のＶＩＩＩ矢視側面図である。 図８に示した光偏向器の背面図である。

符号の説明

１ ＭＥＭＳミラー
２ ミラー支持体
３ 振動ミラー
４ 軸部
５ ミラー面
６ 配線
６Ａ 集約部
７ 電極
８ 支持部材
９ コネクタ
１０ ＭＥＭＳパッケージ
２０ 電極
Ａ 回転振動軸
Ｂ 支持軸
Ｌ，Ｌ’，Ｌ” 光偏向器

Claims (7)

1. 所定の軸を中心に回転振動することで、光源から出射された光の反射方向を変化させて走査を行う振動ミラーと、
   前記振動ミラーを保持する振動ミラー保持部材と、
   前記振動ミラーに電力を供給するために前記振動ミラー保持部材に接続される配線と、を備え、
   前記配線は、前記振動ミラー保持部材の表面から外側へ引き出され、
   前記配線の引き出し開始の位置が、前記振動ミラーの軸を含み、かつ静止状態における振動ミラーと直交する面と交わるように配置されていることを特徴とする光偏向器。
2. 前記配線が、前記振動ミラーの軸と平行に引き出されていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
3. 前記配線が、前記振動ミラーの軸の延長線上に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載の光偏向器。
4. 前記振動ミラー保持部材を前記振動ミラーの軸と平行な軸で傾動自在に支持する支持部材が、前記振動ミラーの軸を含み、かつ静止状態における振動ミラーと直交する面と交わるように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の光偏向器。
5. 前記配線が、電極を介して前記振動ミラー保持部材に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光偏向器。
6. 前記配線が、コネクタを介して前記振動ミラー保持部材に接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光偏向器。
7. 前記配線が、複数の電極を介して前記振動ミラー保持部材に接続されるとともに、前記振動ミラー保持部材の表面の一部において集約されて固定され、
   前記配線の集約された部分が、前記振動ミラーの軸を含み、かつ静止状態における振動ミラーと直交する面と交わるように配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか1項に記載の光偏向器。

Images