JP2010054944A - 光学デバイス、光スキャナ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射面の変形を低減するとともに、捩れ以外の振動を抑制することのできる光学デバイス、光スキャナ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】板状の可動部２１１と、可動部２１１上に形成され、光を反射する反射膜２１１ａと、可動部２１１を支持部材に対してＸ軸周りに揺動可能に支持する軸部材２１１、２１３と、可動部２１１に配置されるリブ２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆ、２１１ｇと、から成る振動系２１と、可動部２１１を支持部材２２に対して揺動運動させる駆動手段６と、を備え、リブ２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆ、２１１ｇが、軸部材２１１、２１３に対し可動部２１１の一方の面の慣性モーメントと他方の面の慣性モーメントが等しくなるように、一方及び他方の面のそれぞれに配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を走査可能な光学デバイス、光スキャナ及び画像形成装置に関する。

従来、反射面を支持する梁の捩れにより傾動するミラーとして、表面が反射面となっている平面鏡部の裏面側に、平面鏡部を補強するリブを設け、平面鏡部の反射面の歪み（動たわみ）を小さくするようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３２５５８８号公報

しかしながら、従来のものでは、リブを設けることにより、傾動対象の平面鏡部の重心が傾動軸に対してリブの設けられた側にずれるので、捩れ以外の振動、例えば反射面内の横方向の振動や、上下方向の振動などが重畳されるという問題があった。

本発明は前述の問題に鑑みてなされたものであり、反射面の変形を低減するとともに、捩れ以外の振動を抑制することのできる光学デバイス、光スキャナ及び画像形成装置を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る光学デバイスは、板状の可動部と、前記可動部上に形成され、光を反射する反射膜と、前記可動部を支持部材に対してＸ軸周りに揺動可能に支持する第１の軸部材と、前記可動部に配置されるリブと、から成る振動系と、前記可動部を前記支持部材に対して揺動運動させる駆動手段と、を備え、前記リブが、前記第１の軸部材に対し前記可動部の一方の面の慣性モーメントと他方の面の慣性モーメントが等しくなるように、前記一方及び他方の面のそれぞれに配置されている。

かかる構成によれば、第１の軸部材に対し、可動部の一方の面の慣性モーメントと他方の面の慣性モーメントとが等しくなるように、一方及び他方の面のそれぞれにリブが配置されているので、可動部の重心は振動系の回転軸中心とほぼ一致する。これにより、リブによって、反射面（反射膜）を有する可動部の変形を低減することができるとともに、捩れ以外の振動を抑制することができる。

好ましくは、前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置されるリブは、前記第１の軸部材近傍に設けられる。

かかる構成によれば、一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面のリブが、第１の軸部材近傍に設けられるので、捩れ変形しながら揺動することにより非常に大きな変形を生じる第１の軸部材近傍が、リブによって補強される。これにより、可動部に生じる動撓み（変形）を低減することができる。

好ましくは、前記可動部は、前記反射膜を形成した反射膜支持部と、前記反射膜支持部の外側に前記第１の軸部材に接続される接続部とを有し、前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置される面のリブは、前記接続部に設けられる。

かかる構成によれば、可動部は、反射膜支持部の外側に第１の軸部材に接続される接続部を有し、一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置されるリブが接続部に設けられるので、捩れ変形しながら揺動することにより非常に大きな変形を生じる第１の軸部材近傍が、リブによって補強されるとともに、反射膜にリブが設けられることがない。これにより、反射膜の有効面積を確保することができ、光学デバイスは確実に光を反射することができる。

好ましくは、前記可動部の平面形状は、円又は楕円である。
かかる構成によれば、可動部の平面形状が、入射する光のスポット形状に合わせた形、例えば、円又は楕円であるので、可動部の慣性モーメントを不必要に増加させることがない。

好ましくは、前記他方の面に配置されるリブは、前記一方の面に配置されるリブの裏側に設けられる。
かかる構成によれば、他方の面のリブが一方の面のリブの裏側に設けられるので、一方の面の慣性モーメントと他方の面の慣性モーメントとを、容易に等しくすることができる。

好ましくは、前記駆動手段は、少なくとも一方の面の前記リブとして配置される永久磁石と、前記永久磁石に対向する位置に配置されるコイルと、前記コイルに所定周波数の交流電流信号を印加する交流電流信号発生器とから成り、前記交流電流信号により前記コイルが発生させる磁界と前記永久磁石との間に生じる電磁力により、前記可動部を揺動運動させる。

かかる構成によれば、リブが永久磁石で形成されているため、可動部を揺動運動させるアクチュエーターを別に可動部上に設ける必要がない。

好ましくは、前記永久磁石が、前記第１の軸部材に対して角度をなして着磁されている。

かかる構成によれば、前記永久磁石が、前記第１の軸部材に対して角度をなして着磁されており、前記第１の軸部材に対して平行な着磁ではないので、外部磁界との間に発生する電磁力が第１の軸部材をねじるようにはたらく。

好ましくは、前記振動系のねじり共振周波数が、前記所定周波数とほぼ一致する。

かかる構成によれば、振動系のねじり共振周波数が、所定周波数とほぼ一致するので、共振を利用でき、少ない消費電力で可動部の揺動運動における振れ角を大きくすることができる。

好ましくは、前記可動部と前記第１の軸部材と前記支持部材とは、第１のシリコン層と第２のシリコン層とが酸化膜層を介して構成される基板のうち、前記第１のシリコン層から形成され、前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置されるリブは、前記第２のシリコン層及び酸化膜層から形成される。

かかる構成によれば、可動部と軸部材と支持部材と一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置されるリブとを、第１のシリコン層と第２のシリコン層とが酸化膜層を介して構成され、一般的にＳＯＩ基板と呼ばれる基板をエッチングすることで一体形成することができる。

好ましくは、前記可動部は、前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に凹部を有し、前記リブは、前記凹部に嵌合される。

かかる構成によれば、可動部は一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に凹部を有し、リブが凹部に嵌合されるので、振動系の回転軸中心とリブとの距離を短くすることができる。これにより、可動部の慣性モーメントを低減することができる。

好ましくは、前記支持部材が枠状の平板であり、前記振動系を前記支持部材に対して前記Ｘ軸と直交するＹ軸方向に揺動可能に支持する第２の軸部材を更に備える。

かかる構成によれば、支持部材が枠状の平板であり、振動系を前記支持部材に対してＸ軸と直交するＹ軸方向に揺動可能に支持する第２の軸部材を更に備えるので、可動部を直交する２軸方向に揺動運動させることができる。これにより、光学デバイスは、反射膜によって反射される光を、二次元的に走査することができる。

本発明に係る光スキャナは、前述した本発明に係る光学デバイスを備える。
かかる構成によれば、前述した本発明に係る光学デバイスを備えるので、可動部の重心が振動系の回転軸中心とほぼ一致し、捩れ以外の振動を抑制することができる。これにより、反射した光がぶれたりずれたりするのを防止することができ、優れた描画特性を有する光スキャナを実現することができる。

本発明に係る画像形成装置は、前述した本発明に係る光スキャナを備える。
かかる構成によれば、前述した本発明に係る光スキャナを備えるので、可動部の重心が振動系の回転軸中心とほぼ一致し、捩れ以外の振動を抑制することができる。これにより、反射した光がぶれたりずれたりするのを防止することができ、優れた描画特性を有する画像形成装置を実現することができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、前記可動部の一方の面に配置されるリブが永久磁石で、対向する位置に配置されるコイルとの間に生じる電磁力で可動部を揺動させる場合について説明する。ただし、本発明の可動部を揺動させる駆動原理は電磁駆動に限定するものではない。
（光学デバイス）
最初に、図１乃至図４を参照して本発明に係る光学デバイスについて説明する。図１は、本発明に係る光学デバイスの構成を説明する上面図である。図２は、図１に示したＡ−Ａ線矢視方向断面図である。図３は、図１に示したＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。なお、以下の説明では、図１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」といい、図２中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」といい、図３中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」という。

光学デバイス１は、光を走査するためのものであり、例えば光スキャナなどに用いられ、光源から照射された光を対象物に走査する。図１に示すように、光学デバイス１は基体２を備える。
基体２は、可動部２１１と、可動部上面に配置されるリブ２１１ｄ、２１１ｅと、可動部下面に配置されるリブ２１１ｆ、２１１ｇと、可動部２１１を枠状の支持部材２２に対してＸ軸周りに揺動可能に支持する一対の軸部材２１２、２１３とから成る振動系２１で構成される。
可動部２１１は、反射膜２１１aが形成される反射膜支持部２１４と、反射膜支持部２１４の外側に接続部２１１ｂ、２１１ｃとを有し、軸部材２１２、２１３と接続部２１１ｂ、２１１ｃで連結している。
図２及び図３に示すように、光学デバイス１は、可動部２１１を支持部材２２に対して揺動運動させる駆動手段６とを備える。
駆動手段６は、可動部２１１の一方の面のリブとして配置される永久磁石２１１ｆ、２１１ｇと、永久磁石２１１ｆ、２１１ｇに対向する位置に配置されるコイル６２と、コイル６２に所定周波数の交流電流信号を印加する交流電流信号発生器６３であって、交流電流信号によりコイル６２が発生させる磁界と、永久磁石２１１ｆ、２１１ｇとの間に生じる電磁力により可動部２１１が揺動運動する。
なお、永久磁石は可動部２１１の一方の面に配置されていればよく、２１１ｆ、２１１ｇの代わりに、２１１ｄ、２１１ｅの配置でもよいし、すべて永久磁石であってもよい。
また、永久磁石は、軸部材２１２、２１３に対して着磁方向が垂直でなくてもよく、角度をなして着磁されていてもよい。

各軸部材２１２、２１３は、棒状をなしており、弾性変形可能である。

反射膜支持部２１４の上面には、光反射性を有する略円形の反射膜２１１ａが設けられている。また、可動部２１１は、反射膜支持部２１４の外側に、それぞれ軸部材２１２又は軸部材２１３に接続される接続部２１１ｂ、２１１ｃを有する。なお、可動部２１１の平面形状は、支持部材２２の内側に配置することができればよく、特に限定されない。但し、図１に示すように、可動部２１１の形状は入射する光のスポット径状に合わせた形、例えば円や楕円であることが好ましい。これにより、可動部２１１の不必要な慣性モーメントの増加を抑えることができる。

図２に示すように、可動部２１１の下面にはリブとして配置される永久磁石２１１ｆ、２１１ｇが設けられ、可動部２１１の上面にはリブ２１１ｄ、２１１eが設けられている。リブ２１１ｄ、２１１ｅ及びリブ２１１ｆ、２１１ｇは、軸部材２１２、２１３に対し、可動部２１１の上面側の慣性モーメントと下面側の慣性モーメントとが等しくなるように構成される。

なお、リブ２１１ｄ、２１１ｅ及びリブ２１１ｆ、２１１ｇは、軸部材２１２、２１３に対して可動部２１１の上面側の慣性モーメントと下面側の慣性モーメントとが等しくなるように構成されていればよく、リブの数、寸法、配置などは特に限定されない。但し、図２に示すように、上面に設けられるリブ２１１ｄ、２１１ｅに対し、下面に設けられるリブ２１１ｆ、２１１ｇが裏側に配置されるのが好ましい。これにより、上面側の慣性モーメントと下面側の慣性モーメントとを、容易に等しくすることができる。

図４は、図２に示した可動部の変形例を説明する要部拡大図である。図４に示すように、例えば反射膜支持部２１４の下側に、リブ２１１ｆ、２１１ｇに代えて、リブ２１１ｈのみを設けるようにしてもよく、リブの位置は特に限定されない。かかる場合には、リブ２１１ｈとして、後述の永久磁石と同様の材料が用いられる。但し、リブ２１１ｄ、２１１ｅのうち少なくとも１つは、軸部材２１２、２１３の近傍に設けられているのが好ましい。これにより、捩れ変形しながら揺動することにより非常に大きな変形を生じる軸部材２１２、２１３近傍が、リブ２１１ｄ、２１１ｅによって補強される。

また、上面のリブ２１１ｄ、２１１ｅは、それぞれ接続部２１１ｂ又は接続部２１１ｃに設けられているのが更に好ましい。これにより、捩れ変形しながら揺動することにより非常に大きな変形を生じる軸部材２１２、２１３近傍が、リブによって補強されるとともに、反射膜２１１ａにリブ２１１ｄ、２１１ｅが設けられることがない。

このように構成された基体２のうち、可動部と、軸部材と、支持部材と、可動部の一方の面に形成されるリブは、例えば第１のシリコン層と第２のシリコン層とが酸化膜層を介して構成される積層構造を有する基板から一体的に形成したものであってもよい。

図２及び図３に示すように、駆動手段６は、リブとして配置される永久磁石２１１ｆ、２１１ｇと、コイル６２と、交流電流信号発生器６３とを含んで構成される。なお、永久磁石は軸部材２１２、２１３に対して角度をなして着磁されている。なお、図３では、説明の便宜上、永久磁石２１１ｆ、２１１ｇの左側をＮ極、右側をＳ極とし、軸部材２１２、２１３に対して９０°に着磁されている場合について説明する。

永久磁石の材料はネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石などの硬磁性体を着磁したものを好適に用いることができる。なお、硬磁性体を可動部２１１に設けた後に、硬磁性体を着磁することで永久磁石としてもよい。

コイル６２は、永久磁石２１１ｆ、２１１ｇに磁界を作用させるためのものであり、永久磁石２１１ｆ、２１１ｇに対向するように設けられている。

また、コイル６２は、交流電流信号発生器６３と電気的に接続されている。交流電流信号発生器６３によってコイル６２に電流が印加されることによりコイル６２から磁界が発生する。なお、コイル６２は磁心に巻き付けられていてもよい。これにより、コイル６２から発生する磁界を効率的に永久磁石２１１ｆ、２１１ｇに作用させることができる。

交流電流信号発生器６３により発生する電流の周波数は、振動系２１のねじり共振周波数とほぼ一致するように設定されている。このように共振を利用することで、少ない消費電力で可動部２１１の前記Ｘ軸周りの揺動運動における振れ角を大きくすることができる。

以上のような構成の光学デバイス１は、次のように動作する。すなわち、交流電流信号発生器６３からコイル６２にＩ１方向に電流を印加すると、可動部２１１を前記Ｘ軸に対して時計回りに回転させるようにトルクが生じる。次にコイル６２にＩ２方向に電流を印加すると、可動部２１１を前記Ｘ軸に対して反時計回りに回転させるようにトルクが生じる。つまり交流電流信号の場合は電流の方向がＩ１、Ｉ２と交互に切り替わるため可動部２１１は前記Ｘ軸に対して揺動運動する。

ここで、軸部材２１２、２１３に対し、可動部２１１の上面側の慣性モーメントと下面側の慣性モーメントとが等しくなるように、リブ２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆ、２１１ｇが設けられているので、可動部２１１の重心は、振動系２１の回転軸中心とほぼ一致する。

また、光学デバイス１は、可動部２１１に永久磁石２１１ｆ、２１１ｇを設け、永久磁石２１１ｆ、２１１ｇに対向するようにコイル６２を設けている。つまり、振動系２１上には発熱体であるコイル６２が設けられていない。そのため、通電によってコイル６２から発生する熱による基体２の熱膨張を抑制することができる。これにより、光学デバイス１は、長時間の連続使用であっても、所望の振動特性を発揮することができる。

本実施形態では、駆動手段６として電磁力を用いて、可動部２１１を前記Ｘ軸周りに揺動運動させるようにしたが、これに限定されず、例えば静電引力などによって可動部２１１を前記Ｘ軸周りに揺動運動させるようにしてもよい。

次に、図５乃至図７を参照して本発明に係る光学デバイスの製造方法について説明する。図５乃至図７は、図１に示した光学デバイスの製造方法の一例を説明する断面図である。製造方法をわかりやすく説明するため、図５（ａ）から図５（ｆ）及び図６（ｇ）から図６（ｉ）までは図１のＢ−Ｂ断面を記載し、図６（ｊ）はＢ−Ｂ断面とＡ−Ａ断面の両方を、図７（ｋ）、図７（ｌ）についてはＡ−Ａ断面を記載した。なお、以下の説明では、図５乃至図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

まず、図５（ａ）に示すように、第１のシリコン層１００ａと酸化膜層１００ｂと第２のシリコン層１００ｃとが積層した基板１００を用意する。この基板は一般的にＳＯＩ基板と呼ばれる。
以下、第１のシリコン層１００ａに可動部２１１と軸部材２１２、２１３と支持部材２２を形成し、酸化膜１００ｂと第２のシリコン層１００ｃとから成るリブ２１１ｄ、２１１ｅをＳＯＩ基板で一体形成する場合について説明する。

次に、図５（ｂ）に示すように、第２のシリコン層１００ｃの上面側に熱酸化等の方法を用いて酸化膜１００ｄを形成する。

次に、図５（ｃ）に示すように、酸化膜１００ｄの表面にレジストを塗布する。

次に、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー工程により酸化膜１００ｄのエッチングマスク２００ｂを形成する。

次に、図５（ｅ）に示すように酸化膜１００ｄをエッチングし酸化膜マスク１００ｄ’を形成する。エッチング方法は、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）等を用いた化学的ウェットエッチングや、物理的エッチング、例えばプラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチングなどを用いてもよい。また、上記エッチング法の１種又は２種以上を組み合わせて用いることもできる。なお、以下各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。

次に、レジスト２００ｂを除去し、図５（ｆ）に示すように、第１のシリコン層１００ａをパターニングするために、第１のシリコン層１００ａの下面側に新しいレジスト２００ｃを塗布する。

次に、図６（ｇ）に示すように、フォトリソグラフィー工程により第１のシリコン層１００ａのエッチングマスク（レジストマスク）２００ｃ’を形成する。フォトリソグラフィー工程のアライメントには、既に形成した酸化膜マスク１００ｄ’とのアライメント（所謂、両面アライメント）を行う。

次に、図６（ｈ）に示すように、第１のシリコン層１００ａをエッチング加工する。このとき、酸化膜層１００ｂは、エッチングのストップ層として機能する。この工程では、高アスペクト比を有する構造体を形成するためＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）装置をドライエッチング装置として用いる。後に、レジストマスク２００c’を除去する。
ここで、可動部２１１と軸部材２１２、２１３から成る振動系２１と支持部材２２が形成される。ただし、酸化膜１００ｂを除去する前なので、振動系２１は固定されたままであり、可動することはできない。
支持部材２２の形成は第１のシリコン層に限定されず、第１のシリコン層の直下に、後述の工程（図６（ｊ）参照）にて形成した酸化膜１００ｂと第２のシリコン層とで一体形成したものであってもよい。

次に、図６（ｉ）に示すように、第１のシリコン層１００ａを保護材３００ａにより保護し、第２のシリコン層１００ｃをＤＲＩＥによって加工する。このとき、酸化膜層１００ｂは、エッチングのストップ層として機能する。ＤＲＩＥ後、保護材３００ａを剥離する。

次に、図６（ｊ）及び図６（ｊ）’に示すように（図６（ｊ）’は図１のＡ−Ａ断面）、酸化膜１００ｂをフッ酸によるウェットエッチングをおこなう。このとき、酸化膜マスク１００ｄ’も一緒に除去される。ここで、酸化膜１００ｂと第２のシリコン層１００ｃから成るリブ２１１ｄ、２１１ｅが形成される。リブ２１１ｄ、２１１ｅの一部が酸化膜１００ｂを含むため、この工程で、若干、エッチングされるがリブが十分な面積を持っているため、リブが可動部２１１から剥離することはない。
また、フッ酸によるウェットエッチングにより可動部２１１と軸部材２１２、２１３から成る振動系２１がリリースされ、Ｘ軸周りに可動することが可能になる。

次に、図７（ｋ）に示すように、可動部２１１の上面に、金属膜を形成し、反射膜２２１ａを形成する。このような金属膜の形成方法としては、真空蒸着、スパッタ、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、金属箔の接合等が挙げられる。ここでは、スパッタを用いてアルミを成膜した。

次に、図７（ｌ）に示すように、可動部２１１の下面に、リブとして永久磁石２１１ｆ、２１１ｇが得られる。永久磁石は既に着磁された硬磁性体（すなわち、永久磁石）を接着してもよいし、接着固定後、着磁器等を用いて着磁してもよい。

（光スキャナ）
以上説明したような光学デバイス１は、反射膜２１１ａを備えているため、例えば、レーザープリンタ、バーコードリーダー、走査型共焦点レーザー顕微鏡、イメージング用ディスプレイ等の画像形成装置に備える光スキャナに好適に適用することができる。なお、本発明の光スキャナは、前述した光学デバイス１と同様の構成であるため、その説明を省略する。

このように、本発明に係る光スキャナによれば、前述した本発明に係る光学デバイス１を備えるので、可動部２１１の重心が振動系２１の回転軸中心とほぼ一致するので捩れ以外の振動を抑制することができる。これにより、反射した光がぶれたりずれたりするのを防止することができ、優れた描画特性を有する光スキャナを実現することができる。

（画像形成装置）
次に、図８を参照して本発明に係る画像形成装置について説明する。図８は、本発明に係る光スキャナを備える画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。

図８に示す画像形成装置（イメージングディスプレイ）１１９は、光スキャナである光学デバイス１と、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光源１９１、１９２、１９３と、クロスダイクロイックプリズム（Ｘプリズム）１９４と、ガルバノミラー１９５と、固定ミラー１９６と、スクリーン１９７とを備えている。

このような画像形成装置１１９にあっては、光源１９１、１９２、１９３からクロスダイクロイックプリズム１９４を介して光学デバイス１（反射部２１１ａ）に各色の光が照射される。このとき、光源１９１からの赤色の光と、光源１９２からの緑色の光と、光源１９３からの青色の光とが、クロスダイクロイックプリズム１９４にて合成される。そして、反射膜２１１ａで反射した光（３色の合成光）は、ガルバノミラー１９５で反射した後に、固定ミラー１９６で反射し、スクリーン１９７上に照射される。

その際、光学デバイス１の動作（可動部２１１のＸ軸まわりの揺動）により、反射部２１１ａで反射した光は、スクリーン１９７の横方向に走査（主走査）される。一方、ガルバノミラー１９５の軸線Ｙまわりの回転により、反射部２１１ａで反射した光は、スクリーン１９７の縦方向に走査（副走査）される。また、各色の光源１９１、１９２、１９３から出力される光の強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。

このように、本発明に係る画像形成装置１１９よれば、前述した本発明に係る光スキャナを備えるので、可動部２１１の重心が、振動系２１の回転中心軸とほぼ一致するので、捩れ以外の振動を抑制することができる。これにより、反射した光がぶれたりずれたりするのを防止することができ、優れた描画特性を有する画像形成装置１１９を実現することができる。

なお、本発明の構成は、前述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。

本発明に係る光学デバイスの構成を説明する上面図である。 図１に示したＡ−Ａ線矢視方向断面図である。 図１に示したＢ−Ｂ線矢視方向断面図である。 図２に示した可動部の変形例を説明する要部拡大図である。 図１に示した光学デバイスの製造方法の一例を説明する断面図である。 図１に示した光学デバイスの製造方法の一例を説明する断面図である。 図１に示した光学デバイスの製造方法の一例を説明する断面図である。 本発明に係る光スキャナを備える画像形成装置の一例を示す模式的断面図である。

符号の説明

１…光学デバイス、６…駆動手段、２１…振動系、２１１…可動部、２１１ａ…反射部、２１１ｂ，２１１ｃ…接続部、２１１ｄ，２１１ｅ，２１１ｆ，２１１ｇ、２１１ｈ…リブ、２１２，２１３…軸部材、１１９…画像形成装置。

Claims (13)

1. 板状の可動部と、
   前記可動部上に形成され、光を反射する反射膜と、
   前記可動部を支持部材に対してＸ軸周りに揺動可能に支持する第１の軸部材と、
   前記可動部に配置されるリブと、
   から成る振動系と、
   前記可動部を前記支持部材に対して揺動運動させる駆動手段と、
   を備え、
   前記リブが、前記第１の軸部材に対し前記可動部の一方の面の慣性モーメントと他方の面の慣性モーメントが等しくなるように、前記一方及び他方の面のそれぞれに配置されている
   ことを特徴とする光学デバイス。
2. 前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置されるリブは、前記第１の軸部材近傍に設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
3. 前記可動部は、
   前記反射膜を形成した反射膜支持部と、前記反射膜支持部の外側に前記第１の軸部材に接続される接続部とを有し、
   前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置されるリブは、前記接続部に設けられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の光学デバイス。
4. 前記可動部の平面形状は、円又は楕円である
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光学デバイス。
5. 前記他方の面に配置されるリブは、前記一方の面に配置されるリブの裏側に設けられる
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光学デバイス。
6. 前記駆動手段は、
   少なくとも一方の面の前記リブとして配置される永久磁石と、
   前記永久磁石に対向する位置に配置されるコイルと、
   前記コイルに所定周波数の交流電流信号を印加する交流電流信号発生器とから成り、
   前記交流電流信号により前記コイルが発生させる磁界と前記永久磁石との間に生じる電磁力により、前記可動部を揺動運動させる
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の光学デバイス。
7. 前記永久磁石が、前記第１の軸部材に対して角度をなして着磁されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の光学デバイス。
8. 前記振動系のねじり共振周波数が、前記所定周波数とほぼ一致する
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の光学デバイス。
9. 前記可動部と前記第１の軸部材と前記支持部材とは、第１のシリコン層と第２のシリコン層とが酸化膜層を介して構成される基板のうち、前記第１のシリコン層から形成され、
   前記一方及び他方の面のいずれかの面に配置されるリブは、前記第２のシリコン層及び酸化膜層から形成される
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の光学デバイス。
10. 前記可動部は、前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に凹部を有し、
    前記一方及び他方の面のうち少なくとも１つの面に配置される前記リブは、前記凹部に嵌合される
    ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の光学デバイス。
11. 前記支持部材が枠状の平板であり、
    前記振動系を前記支持部材に対して前記Ｘ軸と直交するＹ軸方向に揺動可能に支持する第２の軸部材を更に備える
    ことを特徴とする請求項1乃至１０の何れかに記載の光学デバイス。
12. 請求項１乃至１１の何れかに記載の光学デバイスを備える
    ことを特徴とする光スキャナ。
13. 請求項１２に記載の光スキャナを備える
    ことを特徴とする画像形成装置。

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