JP2009086590A - Rocking member apparatus, method of reducing pressure in casing of rocking member apparatus, optical deflector and image forming apparatus - Google Patents

Rocking member apparatus, method of reducing pressure in casing of rocking member apparatus, optical deflector and image forming apparatus Download PDF

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Takahiro Akiyama
貴弘 秋山
Takahisa Kato
貴久 加藤
Kazutoshi Torashima
和敏 虎島
Taku Miyagawa
卓 宮川
Kazunari Fujii
一成 藤井
Shinichiro Watanabe
信一郎 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rocking member apparatus which assures double to triple of Q-value of that under atmospheric pressure when reducing the jitter of the rocking member by composing a structure which can be sealed under a reduced pressure and keeps controllability, to provide a method of reducing pressure in the casing of the rocking member apparatus, and to provide an optical deflector and image forming apparatus. <P>SOLUTION: The rocking member apparatus drives with a driving means the rocking member having a movable plate rockably supported around a torsion shaft by a supporting part with respect to a supporting substrate, and a casing having a structure which encloses the periphery of the rocking member and can be sealed at a reduced pressure, wherein the rocking member is disposed in the sealed casing of which the pressure is reduced to ensure double to triple of Q-value of that under atmospheric pressure. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、揺動体装置、揺動体装置の筐体内部の減圧方法、光偏向器、画像形成装置に関する。
例えば、光の偏向走査によって画像を投影するプロジェクションディスプレイ、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に好適に利用可能な揺動体装置を用いた光偏向器が実現できる技術に関するものである。
The present invention relates to an oscillating device, a pressure reducing method inside a housing of the oscillating device, an optical deflector, and an image forming apparatus.
For example, a technology capable of realizing an optical deflector using an oscillator device that can be suitably used in an image forming apparatus such as a projection display that projects an image by deflecting scanning of light, a laser beam printer having an electrophotographic process, a digital copying machine, etc. It is about.

近年において、微小電気機械システム(MEMS)技術で作製される、可動板とねじりバネとで構成される振動系(揺動体装置)について、数多くの文献で報告されている。
このような揺動体装置の中でも、反射面を有し、走査型ディスプレイや電子写真用光スキャナに応用するようにした揺動体装置について、多くの論文および特許文献が知られている。
In recent years, many literatures have reported on a vibration system (oscillator device) composed of a movable plate and a torsion spring manufactured by a micro electro mechanical system (MEMS) technique.
Among such oscillating devices, many papers and patent documents are known regarding oscillating devices having a reflecting surface and applied to a scanning display or an electrophotographic optical scanner.

ところで、微細加工されたMEMSデバイスは、小さな塵にもきわめて敏感である。
そのため、このようなデバイスにおいては、防塵のためにパッケージングを施すことが必要となる。
特に、MEMS技術で微細加工された動的デバイスでは、気体の抵抗によりQ値が低下する。
ここでQ値(機械的Q値ともいう)とは、共振特性を表すパラメータの1つでQ値が大きくなると共振する周波数の幅が小さくなる関係にある。
静電などによる低出力のアクチュエータの場合等においては、高いQ値を得るために真空パッケージを施して用いられることが多い。
By the way, a microfabricated MEMS device is extremely sensitive to small dust.
Therefore, in such a device, it is necessary to perform packaging for dust prevention.
In particular, in a dynamic device finely processed by the MEMS technology, the Q value is lowered due to gas resistance.
Here, the Q value (also referred to as mechanical Q value) is one of the parameters representing the resonance characteristics, and has a relationship in which the width of the resonating frequency decreases as the Q value increases.
In the case of a low output actuator due to static electricity or the like, it is often used with a vacuum package in order to obtain a high Q value.

このようなことから、例えば、特許文献1では、気密容器内に収納されたMEMSデバイスにおいて、該気密容器内の気圧を50Pa以上0.1MPa以下に設定した静電容量型MEMSアクチュエータが提案されている。
また(特許文献2)では、高いQ値によりミラーを振動させるため、ミラーの振動空間の圧力を0.1(Torr)から2(Torr)までの範囲とする光走査装置が提案されている。
特開2006−320963号公報 特開2004−109651号公報
For this reason, for example, Patent Document 1 proposes a capacitive MEMS actuator in which the atmospheric pressure in the hermetic container is set to 50 Pa or more and 0.1 MPa or less in the MEMS device housed in the hermetic container. Yes.
(Patent Document 2) proposes an optical scanning device in which the pressure of the vibration space of the mirror is in the range from 0.1 (Torr) to 2 (Torr) in order to vibrate the mirror with a high Q value.
JP 2006-320963 A JP 2004-109651 A

上記したMEMS技術で微細加工された揺動体装置においては、重要な課題の一つとして、揺動時におけるジッタ(揺動体のブレ)の問題がある。
大気圧中で可動板を揺動振動させると、空気の粘性から乱流が生じ、周囲流体の不安定性により、振動体の振幅や位相が変動することによりジッタが生じる。
このようなジッタを生じる揺動体装置による光偏光器を用いた画像形成装置においては、走査が不安定となり、画質の劣化を引き起こすこととなる。
このようなジッタに対処するため、上記した従来例の特許文献1、2においては、真空パッケージを施してジッタを小さくなるようにし、また高いQ値が得られるようにしたデバイスが提案されている。
In the oscillator device finely processed by the MEMS technology described above, one of the important problems is a problem of jitter (oscillation of the oscillator) during oscillation.
When the movable plate is oscillated and oscillated at atmospheric pressure, turbulent flow is generated due to the viscosity of air, and jitter is generated due to fluctuations in the amplitude and phase of the vibrating body due to instability of the surrounding fluid.
In an image forming apparatus using an optical polarizer using an oscillator device that generates such jitter, the scanning becomes unstable and the image quality is deteriorated.
In order to deal with such jitter, in the above-described conventional patent documents 1 and 2, a device is proposed in which a vacuum package is applied to reduce jitter and to obtain a high Q value. .

しかしながら、これら従来例のものにおいては、適切な振動のQ値のもとで、制御性の良い揺動体装置を得ることについて、何ら配慮がなされていない。
すなわち、真空度を上げることにより高いQ値が得られるが、高真空とするためには製造工程が複雑になり、コスト高となる。
また、真空度を上げてQ値を高くしすぎると、揺動体装置を駆動する際に、揺動体の共振周波数から外れたところでの制御が困難となる。
また、高Q値の振動体は環境の変化によって共振周波数がわずかに変化したとき等において、共振周波数からずれて駆動できなくなる場合が生じる。
これらの場合、駆動周波数を動的に変化させることで対処することも可能であるが、複雑な作業が必要となり、コスト高となる。
However, in these conventional examples, no consideration is given to obtaining an oscillator device with good controllability under an appropriate vibration Q value.
That is, a high Q value can be obtained by increasing the degree of vacuum, but in order to achieve a high vacuum, the manufacturing process becomes complicated and the cost increases.
Further, if the degree of vacuum is increased and the Q value is increased too much, when the oscillator device is driven, it becomes difficult to control the oscillator device at a frequency deviating from the resonance frequency.
In addition, when the resonance frequency slightly changes due to a change in the environment, the high-Q vibration member may not be driven out of the resonance frequency.
In these cases, it is possible to cope with this by dynamically changing the drive frequency, but complicated work is required and the cost is increased.

本発明は、上記課題に鑑み、減圧封止が可能な構造を構成して揺動体のジッタを低減するに際し、
大気圧時の2倍から3倍のQ値を確保し、制御性の保持が可能となる揺動体装置、揺動体装置の筐体内部の減圧方法、光偏向器、画像形成装置の提供を目的とするものである。
In view of the above-mentioned problems, the present invention has a structure that can be sealed under reduced pressure to reduce the jitter of the oscillator,
An object is to provide a rocking device, a pressure reducing method inside a housing of the rocking device, an optical deflector, and an image forming apparatus that can maintain a controllability by securing a Q value that is two to three times that of atmospheric pressure. It is what.

本発明は、つぎのように構成した揺動体装置、揺動体装置の筐体内部の減圧方法、光偏向器、画像形成装置を提供するものである。
本発明の揺動体装置は、支持基板に対し、支持部によってねじり軸まわりに揺動可能に支持された可動板を備えた揺動体を、駆動手段によって駆動する揺動体装置であって、
前記揺動体の周囲を覆い、減圧封止が可能な構造の筐体を備え、
前記揺動体は、大気圧時の2倍から3倍のQ値を確保可能に減圧封止した前記筐体の内部に配設されていることを特徴とする
また、本発明の揺動体装置は、前記筐体の内部が、気圧が10000Pa以上、50000Pa以下に減圧されていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記筐体が、該筐体の内部から外部に気体を通す逆止弁を一つ以上備えていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記筐体が、該筐体の一部が光を透過する部材で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の光偏向器は、上記したいずれかに記載の揺動体装置と、該揺動体装置における前記可動板に設けられた光偏向素子と、を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、光源と、感光体と、上記した光偏向器と、を有し、前記光源からの光を前記光偏向器により偏向し、前記光の少なくとも一部を、前記感光体上に入射することを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置における筐体内部の減圧方法は、
支持基板に対し、支持部によってねじり軸まわりに揺動可能に支持された可動板を備えた揺動体を減圧封止が可能な構造の筐体の内部に配設し、揺動体を駆動可能に構成した揺動体装置の該筐体内部の減圧方法であって、
前記筐体の内部を減圧するに際し、該筐体の内部の気圧を大気圧時の2倍から3倍のQ値が確保できる気圧範囲まで減圧することを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置における筐体内部の減圧方法は、前記減圧される気圧範囲を、10000Pa以上、50000Pa以下とすることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置における筐体内部の減圧方法は、前記筐体の内部を減圧するに際し、上記逆止弁を備えた揺動体装置を用い、
前記筐体を高温状態として該逆止弁を閉じた後、前記筐体温度を下げることにより該筐体の内部を減圧することを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置における筐体内部の減圧方法は、前記筐体の内部を減圧するに際し、上記逆止弁を備えた揺動体装置を用い、該逆止弁より気体を吸引して前記筐体の内部を減圧することを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置における筐体内部の減圧方法は、前記筐体内部の減圧に際し、
前記筐体を高温状態として前記逆止弁を閉じた後、該筐体温度を下げる方法と、逆止弁より気体を吸引して前記筐体の内部を減圧する方法とを組合わせて用いることを特徴とする。
The present invention provides an oscillator device configured as follows, a pressure reducing method inside a casing of the oscillator device, an optical deflector, and an image forming apparatus.
An oscillator device according to the present invention is an oscillator device that drives, by a driving means, an oscillator that includes a movable plate that is supported by a support portion so as to be swingable about a torsion axis with respect to a support substrate.
Covering the periphery of the oscillating body, provided with a housing with a structure capable of being sealed under reduced pressure,
The oscillating body is disposed inside the casing that is sealed under reduced pressure so as to ensure a Q value that is 2 to 3 times the atmospheric pressure. The inside of the housing is characterized in that the pressure is reduced to 10000 Pa or more and 50000 Pa or less.
Moreover, the oscillator device according to the present invention is characterized in that the casing includes one or more check valves that allow gas to pass from the inside to the outside of the casing.
The oscillator device according to the present invention is characterized in that the casing is formed of a member through which a part of the casing transmits light.
An optical deflector according to the present invention includes any of the oscillator devices described above and an optical deflection element provided on the movable plate of the oscillator device.
The image forming apparatus of the present invention includes a light source, a photosensitive member, and the above-described optical deflector, deflects light from the light source by the optical deflector, and at least part of the light is It is incident on the photoconductor.
Further, the pressure reducing method inside the housing in the oscillator device of the present invention is:
An oscillating body provided with a movable plate supported so as to be swingable around a torsion axis by a support portion with respect to the support substrate is disposed inside a housing having a structure capable of being sealed under reduced pressure so that the oscillating body can be driven. A pressure reducing method inside the housing of the oscillator device configured,
When the pressure inside the casing is reduced, the pressure inside the casing is reduced to a pressure range that can secure a Q value that is twice to three times that at atmospheric pressure.
Moreover, the pressure reduction method inside the housing | casing in the rocking | fluctuation body apparatus of this invention is characterized by making the said atmospheric | air pressure range pressure-reduced into 10,000 Pa or more and 50000 Pa or less.
Further, the pressure reducing method inside the housing in the rocking body device of the present invention uses the rocking body device provided with the check valve when depressurizing the inside of the housing.
The interior of the housing is decompressed by lowering the housing temperature after the check valve is closed while the housing is in a high temperature state.
Further, the pressure reducing method for the inside of the housing in the rocking body device of the present invention uses a rocking body device equipped with the check valve to suck the gas from the check valve when decompressing the inside of the housing. The inside of the housing is decompressed.
Further, the pressure reducing method inside the housing in the oscillator device according to the present invention is as follows.
A method of lowering the temperature of the housing after closing the check valve with the housing in a high temperature state and a method of reducing the pressure inside the housing by sucking gas from the check valve It is characterized by.

本発明によれば、減圧封止が可能な構造を構成して揺動体のジッタを低減するに際し、大気圧時の2倍から3倍のQ値を確保し、制御性の保持が可能となる揺動体装置、揺動体装置の筐体内部の減圧方法、光偏向器、画像形成装置を実現することができる。   According to the present invention, when reducing the jitter of a rocking body by forming a structure capable of sealing under reduced pressure, it is possible to maintain a controllability by securing a Q value that is two to three times that at atmospheric pressure. An oscillating device, a pressure reducing method inside the housing of the oscillating device, an optical deflector, and an image forming apparatus can be realized.

本発明の実施形態における支持基板に対し、支持部によってねじり軸まわりに揺動可能に支持された可動板を備えた揺動体を、駆動手段によって駆動する揺動体装置について説明する。
図1に、本実施形態の揺動体装置を説明する概要図を示す。
図1において、100は揺動体装置、101は振動体、102は可動板、103はねじりばね、105は筐体である。
本実施形態の揺動体装置100において、振動系を構成する振動体101は、可動板102、ねじりばね103及び支持部によって構成されている。
An oscillating body device for driving an oscillating body provided with a movable plate supported by a support portion so as to be able to oscillate around a torsion axis with respect to a support substrate in an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a schematic diagram illustrating the oscillator device of the present embodiment.
In FIG. 1, 100 is an oscillator device, 101 is a vibrating body, 102 is a movable plate, 103 is a torsion spring, and 105 is a housing.
In the oscillator device 100 of the present embodiment, the vibrating body 101 constituting the vibration system includes a movable plate 102, a torsion spring 103, and a support portion.

つぎに、本実施形態の揺動体装置における振動体の詳細について説明する。
図2に、本実施形態の揺動体装置における振動体を説明する図を示す。
本実施形態の振動体101において、可動板102やねじりばね103は、複数あるものやジンバル型のものなどでもよい。
本実施形態において振動体101は、シリコンのエッチング技術を用いて作製することができる。
振動体101は、該揺動体の周囲を覆い、減圧封止が可能な構造の筐体を備えている。
すなわち、振動体101は減圧封止が可能な構造の筐体105で全面を覆われており、これにより気体の外部からの流入は防止される。
振動体101の支持部104は、筐体105に内部で固定されている。
揺動体装置100は、振動体101を駆動する駆動手段107(図5参照)を有している。
この駆動手段107としては、静電、圧電、電磁、等の手段によるものを用いることができる。
筐体105内部は減圧される。この減圧に際し、筐体105内部の気圧は10000Pa以上、50000Pa以下に設定することが望ましい。
Next, details of the vibrating body in the oscillator device of the present embodiment will be described.
FIG. 2 is a diagram illustrating a vibrating body in the oscillator device of the present embodiment.
In the vibrating body 101 of the present embodiment, the movable plate 102 and the torsion spring 103 may be a plurality of or a gimbal type.
In the present embodiment, the vibrating body 101 can be manufactured using a silicon etching technique.
The vibrating body 101 includes a casing that covers the periphery of the rocking body and can be sealed under reduced pressure.
In other words, the vibrating body 101 is entirely covered with a casing 105 having a structure capable of being sealed under reduced pressure, thereby preventing inflow of gas from the outside.
The support portion 104 of the vibrating body 101 is fixed to the housing 105 inside.
The oscillator device 100 includes a driving unit 107 (see FIG. 5) that drives the vibrating body 101.
As this drive means 107, the means by electrostatic, piezoelectric, electromagnetic, etc. can be used.
The inside of the housing 105 is decompressed. At the time of this pressure reduction, it is desirable to set the atmospheric pressure inside the housing 105 to 10000 Pa or more and 50000 Pa or less.

つぎに、上記筐体内部の気圧を、上記値とすることについて説明する。
図3に、振動体が設けられている筐体内の圧力と走査ジッタとの関係について説明する図を示す。
図3に示されているように、圧力が下がるにつれて走査ジッタが小さくなるが、ある圧力を越えると、急激にジッタが小さくなる。
圧力が低下すると密度が小さくなり、動粘性係数が大きくなる。流体の運動は粘性に支配されることから、図3のような走査ジッタの変化は、走査ジッタの原因が空気の流れであることを示すものである。
また、走査ジッタが40000Pa以下の部分で0になっていないのは、殆どが走査ジッタを計測しているセンサのノイズによるものである。
Next, the description will be given of setting the atmospheric pressure inside the casing to the above value.
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the pressure in the casing provided with the vibrator and the scanning jitter.
As shown in FIG. 3, the scanning jitter decreases as the pressure decreases. However, when the pressure exceeds a certain pressure, the jitter decreases rapidly.
When the pressure decreases, the density decreases and the kinematic viscosity coefficient increases. Since the fluid motion is governed by viscosity, the change in scan jitter as shown in FIG. 3 indicates that the cause of the scan jitter is the flow of air.
Further, the reason why the scanning jitter is not 0 at the portion of 40000 Pa or less is mostly due to noise of the sensor measuring the scanning jitter.

図3のデータにおいて、可動板の寸法は数mmであり、温度は25℃程度とされている。
本実施形態の揺動体装置は、使用する温度によって、特に温度が高くなると急激にジッタが低下する圧力が、高圧側に移動する。
これは温度が高くなると、気体が膨張し、密度が小さくなるため動粘性係数が大きくなるからである。
このようなことから、本実施形態の揺動体装置において、通常に使用する環境温度の領域から判断して、10000Pa以上、50000Pa以下とすることが妥当である。
また、25℃でも、50000Paであると、走査ジッタは1気圧時の略1/3程度に低下することから十分にその効果を期待することができる。
In the data of FIG. 3, the dimension of the movable plate is several mm, and the temperature is about 25 ° C.
In the oscillator device according to the present embodiment, the pressure at which the jitter rapidly decreases depending on the temperature used, particularly when the temperature increases, moves to the high pressure side.
This is because as the temperature increases, the gas expands and the density decreases, so the kinematic viscosity coefficient increases.
For this reason, in the oscillator device of the present embodiment, it is appropriate to set the pressure to 10000 Pa or more and 50000 Pa or less as judged from the region of the ambient temperature that is normally used.
Also, even at 25 ° C., if it is 50000 Pa, the scanning jitter is reduced to about 1/3 at 1 atmosphere, so that the effect can be sufficiently expected.

気圧が低くなればなるほど走査ジッタは小さくなるが、揺動系のQ値が高くなる。
Q値が高くなることは共振周波数で駆動する場合は駆動力が小さくなり、効率の良い駆動が可能になるが、環境の変化などにより振動系の共振周波数が変化した場合、必要な駆動力が大きくなり非効率的になる。
また、Q値が高くなることは振動の減衰効果が小さくなることと等価であるから、振動系を制御する際の制御性は悪くなる。
環境変化による共振周波数の僅かな移動量が大きな振幅変動、位相変動につながる。
つまり、振動系の制御との関係においては、気圧が低くなればなるほど良いというものではなく、ジッタが許容できる範囲での大きさの気圧とすることが望まれる。
本実施形態においては、上記したように、振動体が設けられている筐体内の圧力は、10000Pa以上、50000Pa以下とすることが望ましい。
The lower the atmospheric pressure, the smaller the scanning jitter, but the higher the Q value of the oscillation system.
A high Q value means that when driving at the resonance frequency, the driving force becomes small and efficient driving becomes possible. However, when the resonance frequency of the vibration system changes due to environmental changes, the necessary driving force is reduced. It becomes large and inefficient.
In addition, since a high Q value is equivalent to a small vibration damping effect, the controllability when controlling the vibration system is deteriorated.
A slight amount of movement of the resonance frequency due to environmental changes leads to large amplitude fluctuations and phase fluctuations.
That is, in relation to the control of the vibration system, the lower the atmospheric pressure is, the better, and it is desirable to set the atmospheric pressure in a range that allows jitter.
In the present embodiment, as described above, it is desirable that the pressure in the housing provided with the vibrating body is 10000 Pa or more and 50000 Pa or less.

つぎに、筐体内の圧力を上記の範囲とすることについて、更に説明する。
図4に圧力とQ値の関係を説明する実験データによる図を示す。
Q値は圧力についてほぼ1次の関数として考えてよい。但し、これより圧力が低下すると振動系の形状や運動によってQ値の圧力変化が異なる。
これは、圧力がこれ以上小さくなると連続体近似は成り立たなくなるためで、このことで振動系の設計がより困難になる。
図4からみて、10000PaではQ値は大気圧時の3倍、50000Paでは2倍位になると推定でき、適切な圧力の範囲としては、10000Pa以上、50000Pa以下とするのが望ましい。
このように、該筐体の内部の気圧を大気圧時の2倍から3倍のQ値が確保できる気圧範囲まで減圧する。
そして、前記揺動体を、大気圧時の2倍から3倍のQ値を確保可能に減圧封止した前記筐体の内部に配設することで、振動体の走査ジッタを低減することができる一方、振動系の制御性を保持することが可能となる。
Next, it will be further described that the pressure in the casing is in the above range.
FIG. 4 shows a diagram based on experimental data for explaining the relationship between pressure and Q value.
The Q value may be considered as a nearly linear function with respect to pressure. However, when the pressure drops below this, the change in pressure of the Q value varies depending on the shape and motion of the vibration system.
This is because the continuum approximation does not hold if the pressure becomes smaller than this, which makes the design of the vibration system more difficult.
As can be seen from FIG. 4, it can be estimated that the Q value is three times that at atmospheric pressure at 10,000 Pa and doubles at 50,000 Pa, and the appropriate pressure range is preferably 10,000 Pa or more and 50,000 Pa or less.
In this way, the pressure inside the housing is reduced to a pressure range in which a Q value that is 2 to 3 times the atmospheric pressure can be secured.
Then, the scanning body of the vibrating body can be reduced by disposing the rocking body inside the casing that is sealed under reduced pressure so as to ensure a Q value that is 2 to 3 times the atmospheric pressure. On the other hand, the controllability of the vibration system can be maintained.

以下に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1においては、本発明を適用した揺動体装置について説明する。
図5に、本実施例における揺動体装置を説明する概要図を示す。
図5には図1に示した実施形態と同じ構成に同一の符号が付されているので、共通する部分の説明は省略する。
図5において、107は駆動手段、108は逆止弁、109は磁性体、110は光透過部材である。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
In Example 1, an oscillator device to which the present invention is applied will be described.
FIG. 5 shows a schematic diagram for explaining the oscillator device in the present embodiment.
In FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components as those in the embodiment shown in FIG.
In FIG. 5, 107 is a driving means, 108 is a check valve, 109 is a magnetic body, and 110 is a light transmitting member.

本実施例において、振動系を構成する振動体101は、減圧封止が可能な構造の筐体105に覆われている。
この筐体105は、一部が光を透過する部材で構成されている。
すなわち、筐体の前面は光透過部材110で作製されており、これにより、振動体101の可動板102の一部に光反射素子をつけておけば、振動体101によって光走査系を構成することができる。
筐体105は、該筐体の内部から外部に気体を通す逆止弁を一つ以上備えている構成を有し、これにより気体は筐体105の内部から外部にのみ移動される。
前記筐体は、該筐体の内部から外部に気体を通す逆止弁(逆流防止弁)を一つ以上備えている。
In this embodiment, the vibrating body 101 constituting the vibration system is covered with a casing 105 having a structure capable of being sealed under reduced pressure.
The casing 105 is formed of a member that partially transmits light.
That is, the front surface of the housing is made of the light transmitting member 110, so that if the light reflecting element is attached to a part of the movable plate 102 of the vibrating body 101, the vibrating body 101 constitutes an optical scanning system. be able to.
The housing 105 has one or more check valves that allow gas to pass from the inside of the housing to the outside, whereby the gas is moved only from the inside of the housing 105 to the outside.
The housing includes one or more check valves (backflow prevention valves) that allow gas to pass from the inside to the outside of the housing.

この逆止弁(逆流防止弁)108は、図6に示すような構造のものを用いることができる。
図6(a)では左側が筐体105内部、図6(b)は下側が筐体105内部になる。
図6(a)は逆流しようとすると可動部201がしまるようになっており、図6(b)でも同様で、可動部201が下に下がって入り口を閉じる構造である。
逆止弁108の形状はこのような構成に限定されるものではなく、これ以外にも、例えば圧縮袋の口に応用されているような形態のものでもよい。
As the check valve (backflow prevention valve) 108, a structure as shown in FIG. 6 can be used.
In FIG. 6A, the left side is inside the housing 105, and in FIG. 6B, the lower side is inside the housing 105.
FIG. 6A shows a structure in which the movable portion 201 is closed when attempting to flow backward, and the same applies to FIG. 6B, and the movable portion 201 is lowered to close the entrance.
The shape of the check valve 108 is not limited to such a configuration. For example, the check valve 108 may be applied to a mouth of a compression bag.

駆動手段107は前述したように、静電、圧電、電磁による手段を用いることができるが、より広角に駆動する場合は電磁駆動によるのが望ましい。
この電磁駆動による場合には、振動体101を構成する可動板102の一部に磁性体109を施し、駆動手段107から交流磁場をかけることで駆動可能となる。
図5では駆動手段107は筐体外部にあるが、内部にあってもよい。内部にある場合には、導線などの電気伝導部を筐体105に通せばよい。
また、固定した磁性体と可動板102に施したコイルを用いる場合も、同様に駆動可能である。
As described above, the driving means 107 can use electrostatic, piezoelectric, or electromagnetic means, but when driving at a wider angle, it is preferable to use electromagnetic driving.
In the case of this electromagnetic drive, driving can be performed by applying a magnetic body 109 to a part of the movable plate 102 constituting the vibrating body 101 and applying an alternating magnetic field from the driving means 107.
In FIG. 5, the driving means 107 is outside the housing, but may be inside. In the case of being inside, an electric conducting portion such as a conducting wire may be passed through the housing 105.
Further, when a fixed magnetic body and a coil applied to the movable plate 102 are used, the driving can be similarly performed.

[実施例2]
本発明の実施例2においては、上記実施例1の揺動体装置における筐体内部の減圧方法について説明する。
本実施例においては、図5に示した実施例1と同じ構成の揺動体装置が用いられる。
本実施例において、上記した可動板を備えた揺動体を減圧封止が可能な構造の筐体の内部に配設し、揺動体を駆動可能に構成した揺動体装置の該筐体内部を減圧する方法として、つぎのような方法を用いることができる。
第1の方法として、前記筐体を高温状態として前記逆止弁を閉じた後、該筐体温度を下げることにより該筐体の内部を減圧する方法を用いることができる。
例えば、揺動体装置100を高温状態にして逆止弁108を閉じて、筐体105内部に熱膨張した気体を封じ込める。その後、冷却することで筐体105内部の気圧を低下させる。
また、第2の方法として、逆止弁108より気体を吸引して、前記筐体105の内部を減圧するようにしてもよい。
あるいは、第1の方法と第2の方法による筐体内部の減圧方法を組合わせて用いるようにしてもよい。
以上の方法により、上記筐体の内部の気圧を大気圧時の2倍から3倍のQ値が確保できる気圧範囲まで減圧することができ、その際、前記減圧される気圧を、10000Pa以上、50000Pa以下まで減圧することができる。
[Example 2]
In the second embodiment of the present invention, a method for depressurizing the inside of the housing in the oscillator device of the first embodiment will be described.
In this embodiment, an oscillator device having the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 5 is used.
In this embodiment, the oscillating body provided with the movable plate described above is disposed inside a housing having a structure capable of decompression sealing, and the interior of the housing of the oscillating body device configured to drive the oscillating body is decompressed. The following method can be used as a method for this.
As a first method, after the check valve is closed with the casing in a high temperature state, the interior of the casing can be decompressed by lowering the casing temperature.
For example, the oscillator device 100 is brought into a high temperature state, the check valve 108 is closed, and the thermally expanded gas is contained in the housing 105. Then, the air pressure inside the housing 105 is lowered by cooling.
As a second method, the inside of the housing 105 may be decompressed by sucking gas from the check valve 108.
Or you may make it use combining the decompression method inside the housing | casing by the 1st method and the 2nd method.
By the above method, the pressure inside the housing can be reduced to a pressure range in which a Q value of 2 to 3 times the atmospheric pressure can be secured, and the reduced pressure is 10000 Pa or more, The pressure can be reduced to 50000 Pa or less.

[実施例3]
実施例3では、本発明の揺動体装置を適用して構成した光偏向器を用いた画像形成装置の構成例について説明する。
図7に、本実施例における画像形成装置の構成例を説明する概略斜視図を示す。
図7に示す本実施例の画像形成装置において、530は本発明の揺動体装置を適用し、上記可動板に設けられた光偏向素子を備えた光偏向器であり、本実施例では入射光を1次元に走査する。
510はレーザ光源、520はコリメータレンズ、540は結合レンズ、550はドラム状の感光体である。
[Example 3]
In the third embodiment, a configuration example of an image forming apparatus using an optical deflector configured by applying the oscillator device of the present invention will be described.
FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a configuration example of the image forming apparatus in the present embodiment.
In the image forming apparatus of the present embodiment shown in FIG. 7, reference numeral 530 denotes an optical deflector to which the oscillator device of the present invention is applied and which includes an optical deflection element provided on the movable plate. Is one-dimensionally scanned.
Reference numeral 510 denotes a laser light source, 520 denotes a collimator lens, 540 denotes a coupling lens, and 550 denotes a drum-shaped photoconductor.

本実施例の画像形成装置は、光源と、感光体と、上記の光偏向器と、を有し、前記光源からの光を前記光偏向器により偏向し、前記光の少なくとも一部を、前記感光体上に入射するように構成されている。
さらに具体的に説明すると、光偏向器530における揺動体の可動板(図示しない)の一部は、光反射部を備えている。この光反射部は金属薄膜を可動板102表面に蒸着したものである。
光源510から出射した光は、コリメータレンズ520で整形される。
光偏向器530によって走査された光はレンズ540によりドラム状の感光体550上にて結像され、ドラム状の感光体550を露光する。
光源510から出射した光を変調させることによりドラム状の感光体550上に画像が形成される。
The image forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes a light source, a photosensitive member, and the light deflector. The light deflector deflects light from the light source, and at least part of the light is It is configured to be incident on the photoconductor.
More specifically, a part of the movable plate (not shown) of the oscillating body in the optical deflector 530 includes a light reflecting portion. This light reflecting portion is obtained by depositing a metal thin film on the surface of the movable plate 102.
Light emitted from the light source 510 is shaped by the collimator lens 520.
The light scanned by the optical deflector 530 is imaged on the drum-shaped photoconductor 550 by the lens 540 and exposes the drum-shaped photoconductor 550.
An image is formed on the drum-shaped photoconductor 550 by modulating the light emitted from the light source 510.

本発明の実施形態における揺動体装置を説明する概要図。The schematic diagram explaining the oscillator device in the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の揺動体装置における振動体を説明する図。The figure explaining the vibrating body in the oscillator device of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態における揺動体装置の圧力と走査ジッタの関係を説明する図。The figure explaining the relationship between the pressure of the oscillator device in the embodiment of the present invention and scanning jitter. 本発明の実施形態における揺動体装置の圧力とQ値の関係を説明する実験データによる図。The figure by the experimental data explaining the relationship between the pressure and Q value of the oscillator device in the embodiment of the present invention. 本発明の実施例1における揺動体装置を説明する概要図。The schematic diagram explaining the oscillator device in Example 1 of the present invention. 本発明の実施例2における揺動体装置の逆止弁の構成を説明する図。The figure explaining the structure of the non-return valve of the rocking body apparatus in Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における画像形成装置の構成を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

100:揺動体装置
101:振動体
102:可動板
103:ねじりばね
104:支持部
105:筐体
107:駆動手段
108:逆止弁
109:磁性体
110:光透過部材
201:逆止弁の可動部
510:光源
520:コリメータレンズ
530:揺動体装置を用いた光偏向装置(光偏向器)
540:レンズ
550:感光ドラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Oscillator apparatus 101: Vibrating body 102: Movable plate 103: Torsion spring 104: Support part 105: Housing | casing 107: Drive means 108: Check valve 109: Magnetic body 110: Light transmission member 201: Movable check valve Unit 510: Light source 520: Collimator lens 530: Optical deflecting device (optical deflector) using oscillator device
540: Lens 550: Photosensitive drum

Claims (11)

支持基板に対し、支持部によってねじり軸まわりに揺動可能に支持された可動板を備えた揺動体を、駆動手段によって駆動する揺動体装置であって、
前記揺動体の周囲を覆い、減圧封止が可能な構造の筐体を備え、
前記揺動体は、大気圧時の2倍から3倍のQ値を確保可能に減圧封止した前記筐体の内部に配設されていることを特徴とする揺動体装置。
An oscillating body device for driving an oscillating body having a movable plate supported by a support portion so as to be oscillatable about a torsion axis with respect to a support substrate by a driving means,
Covering the periphery of the oscillating body, provided with a housing with a structure capable of being sealed under reduced pressure,
The oscillating body apparatus is characterized in that the oscillating body is disposed inside the casing that is sealed under reduced pressure so as to ensure a Q value that is 2 to 3 times the atmospheric pressure.
前記筐体の内部は、気圧が10000Pa以上、50000Pa以下に減圧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。   2. The oscillator device according to claim 1, wherein the inside of the housing is depressurized to a pressure of 10,000 Pa or more and 50000 Pa or less. 前記筐体は、該筐体の内部から外部に気体を通す逆止弁を一つ以上備えていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の揺動体装置。   The oscillator according to claim 1 or 2, wherein the casing includes one or more check valves that allow gas to pass from the inside to the outside of the casing. 前記筐体は、該筐体の一部が光を透過する部材で構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の揺動体装置。   4. The oscillator device according to claim 1, wherein a part of the casing is formed of a member that transmits light. 5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の揺動体装置と、
該揺動体装置における前記可動板に設けられた光偏向素子と、
を有することを特徴とする光偏向器。
The oscillator device according to any one of claims 1 to 4,
An optical deflection element provided on the movable plate in the oscillator device;
An optical deflector comprising:
光源と、感光体と、請求項5に記載の光偏向器と、を有し、
前記光源からの光を前記光偏向器により偏向し、前記光の少なくとも一部を、前記感光体上に入射することを特徴とする画像形成装置。
A light source, a photoreceptor, and the optical deflector according to claim 5,
An image forming apparatus, wherein light from the light source is deflected by the optical deflector, and at least a part of the light is incident on the photosensitive member.
支持基板に対し、支持部によってねじり軸まわりに揺動可能に支持された可動板を備えた揺動体を減圧封止が可能な構造の筐体の内部に配設し、揺動体を駆動可能に構成した揺動体装置の該筐体内部の減圧方法であって、
前記筐体の内部を減圧するに際し、該筐体の内部の気圧を大気圧時の2倍から3倍のQ値が確保できる気圧範囲まで減圧することを特徴とする揺動体装置における筐体内部の減圧方法。
An oscillating body provided with a movable plate supported so as to be swingable around a torsion axis by a support portion with respect to the support substrate is disposed inside a housing having a structure capable of being sealed under reduced pressure so that the oscillating body can be driven. A pressure reducing method inside the housing of the oscillator device configured,
When depressurizing the inside of the housing, the pressure inside the housing is depressurized to a pressure range in which a Q value that is 2 to 3 times the atmospheric pressure can be secured. The decompression method.
前記減圧される気圧範囲を、10000Pa以上、50000Pa以下とすることを特徴とする請求項7に記載の揺動体装置における筐体内部の減圧方法。   The method for reducing the pressure inside the casing of the oscillator device according to claim 7, wherein the pressure range in which pressure is reduced is 10,000 Pa or more and 50000 Pa or less. 前記筐体の内部を減圧するに際し、請求項3または請求項4に記載の揺動体装置を用い、
前記筐体を高温状態として前記逆止弁を閉じた後、該筐体の温度を下げることにより該筐体の内部を減圧することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の揺動体装置における筐体内部の減圧方法。
When depressurizing the inside of the housing, using the oscillator device according to claim 3 or claim 4,
The oscillator according to claim 7 or 8, wherein after the check valve is closed while the casing is in a high temperature state, the inside of the casing is decompressed by lowering the temperature of the casing. A method for depressurizing the inside of a housing in an apparatus.
前記筐体の内部を減圧するに際し、請求項3または請求項4に記載の揺動体装置を用い、
前記逆止弁より気体を吸引して前記筐体の内部を減圧することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の揺動体装置における筐体内部の減圧方法。
When depressurizing the inside of the housing, using the oscillator device according to claim 3 or claim 4,
The method for depressurizing the inside of the housing in the oscillator device according to claim 7 or 8, wherein the interior of the housing is decompressed by sucking gas from the check valve.
前記筐体内部の減圧に際し、請求項9と請求項10とに記載の筐体内部の減圧方法を組合わせて用いることを特徴とする揺動体装置における筐体内部の減圧方法。   A method of decompressing an interior of a housing in an oscillating device, wherein the decompression method within the housing of claim 9 and claim 10 is used in combination when decompressing the interior of the housing.
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