JP2011018026A - 光偏向器、光走査装置、画像形成装置及び画像投影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定ベース40と、光反射面を有するミラー部10と、ミラー部を揺動可能に支持する一対の弾性支持部材20a,20bと、それぞれ梁状部材31a,31bに圧電部材32a,32bが固着された一対の駆動梁30a,30bとを備え、弾性支持部材20a,20bの長手方向と駆動梁30a,30bの長手方向とを略直交して配置して、両者を接続し、駆動梁30a,30bの他端は固定ベース40に固定して、一対の駆動梁30a,30bで、ミラー部10と一対の弾性支持部材20a,20bとを固定ベース40に対して片持ち支持する。
【選択図】図1
Description
前記第2のモードの形状において、前記ミラー部と前記弾性支持部材との接続点の、前記光反射面と垂直な方向の変形量か、前記駆動梁の可動端の変形量と略等しいことを特徴とする。
なお、本発明の光偏向器のさらなる作用効果は、後述の実施の形態の説明で明らかになる。
を一部分だけ厚い形状70a,70bに形成されている。
本実施例の光偏向器において、駆動梁30a,30bの圧電部材32a,32bに同相の正弦波を印加して周波数を変化させたときのミラー部10の回転角度の振幅の周波数応答特性を図18に示す。図18において、aとbとでは、ミラー部10はそれぞれ異なる固有振動モード形状を示す。ここでは、aの共振点での固有振動モード形状をモード1、bの共振点での固有振動モードをモード2と称す。
図22(a)は、図17の構成例におけるモード2の変形形状をx軸方向から見た図である。ミラー部10の中心(重心)がトーションバースプリング20a,20bの中心軸に対して、駆動梁30a,30bと固定ベース40との接続部に近接する方向にオフセットされている構造の場合、図22(a)に示すように、モード2でのミラー部10の固有振動モード形状(図19(b))において、ミラー部10に並進方向への振動が加わる。図22(a)中、pはミラー部10とトーションバースプリング20a,20bの接続部、qがミラー部10の回転軸中心、rがミラー部10の中心を表している。
20a,20b トーションバースプリング(弾性支持部材)
30a,30b 駆動梁
31a,31b 梁状部材
32a,32b 圧電部材
40 固定ベース
50a,50b 窪み部
60a,60b 切れ込み部
70a,70b 厚み部
120a,120b 第1のトーションバースプリング
130a,130b 第1の駆動梁
140 可動枠
220a,220b 第2のトーションバースプリング
230a,230b 第2の駆動梁(駆動梁)
240 固定ベース
Claims (14)
- 固定ベースと、光反射面を有するミラー部と、前記ミラー部を揺動可能に支持する一対の弾性支持部材と、梁状部材に圧電部材が固着された一対の駆動梁とを有し、
前記弾性支持部材の長手方向と前記駆動梁の長手方向とが略直交して配置されて、両者が接続され、前記駆動梁の他端は固定ベースに固定されて、一対の前記駆動梁で、前記ミラー部と一対の前記弾性支持部材とが前記固定ベースに対して片持ち支持され、
前記駆動梁が曲げ振動することで、前記弾性支持部材に捻り変形が発生して、前記ミラー部が回転振動することを特徴とする光偏向器。 - 前記駆動梁の1次の曲げ変形のモードの固有周波数が、前記弾性支持部材の1次の捻り変形のモードの固有周波数の近傍に設定されていることを特徴とする請求項1記載の光偏向器。
- 前記駆動梁の1次の曲げ変形および前記弾性支持部材の1次の曲げ変形を有する第1のモードの固有周波数が、前記弾性支持部材の1次の捻り変形を有する第2のモードの固有周波数よりも低いことを特徴とする請求項1項記載の光偏向器。
- 前記ミラー部の重心が、前記弾性支持部材の中心軸に対して、前記駆動梁と前記固定ベースとの接続部側に近接する方向にオフセットされていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の光偏向器。
- 前記第2のモードの変形形状において、ミラー部がミラー部中心で回転することを特徴とする請求項4項記載の光偏向器。
- 前記駆動梁の1次の曲げ変形および前記弾性支持部材の1次の曲げ変形を有する第1のモードの固有周波数が、前記弾性支持部材の1次の捻り変形を有する第2のモードの固有周波数の近傍にあり、
前記第2のモード形状において、前記ミラー部と前記弾性支持部材との接続点の、前記光反射面と垂直な方向の変形量が、前記駆動梁の可動端の変形量と略等しいことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項記載の光偏向器。 - 前記弾性支持部材と前記駆動梁の接続部分に、前記光反射面と垂直な方向の厚さが部分的に薄くなるように窪みが形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の光偏向器。
- 前記駆動梁のミラー部側の端面が、前記弾性支持部材のミラー部と反対側の端部よりもミラー部側に近接するように、前記駆動梁と前記弾性支持部材の接続部分に切り込みが形成されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の光偏向器。
- 前記駆動梁のミラー部側の先端部が他の部分より厚く形成されていることを特徴とする請求項8記載の光偏向器。
- 可動枠と、光反射面を有するミラー部と、前記ミラー部を揺動可能に支持する一対の第1の弾性支持部材と、梁状部材に圧電部材が固着された一対の第1の駆動梁と、前記可動枠を揺動可能に支持する一対の第2の弾性支持部材と、梁状部材に圧電部材が固着された一対の第2の駆動梁と、固定ベースとを有し、
前記第1の弾性支持部材の長手方向と前記第1の駆動梁の長手方向とが略直交して配置されて、両者が接続され、前記第1の駆動梁の他端は可動枠に固定されて、一対の前記第1の駆動梁で、前記ミラー部と前記一対の第1の弾性支持部材とが前記可動枠に対して片持ち支持され、
前記第2の弾性支持部材の長手方向と前記第2の駆動梁の長手方向とが略直交して配置されて、両者が接続され、前記第2の駆動梁の他端は固定ベースに固定されて、一対の前記第2の駆動梁で、前記可動枠と一対の前記第2の弾性支持部材とが前記固定ベースに対して片持ち支持され、
前記第1の駆動梁が曲げ振動することで、前記第1の弾性支持部材に捻り変形が発生して、前記ミラー部が第1の方向に回転振動し、
前記第2の駆動梁が曲げ振動することで、前記第2の弾性支持部材に捻り変形が発生して、前記可動枠が回転振動し、前記ミラー部が第2の方向に回転振動することを特徴とする光偏向器。 - 可動枠と、光反射面を有するミラー部と、前記ミラー部を揺動可能に支持する一対の第1の弾性支持部材と、前記可動枠を揺動可能に支持する一対の第2の弾性支持部材と、梁状部材に圧電部材が固着された一対の駆動梁と、固定ベースとを有し、
一対の前記第1の弾性支持部材は、その一端が前記ミラー部に接続され、他端が可動枠に固定されて、前記ミラー部が揺動可能に支持され、
前記第2の弾性支持部材の長手方向と前記駆動梁の長手方向とが略直交して配置されて、両者が接続され、前記駆動梁の他端は固定ベースに固定されて、一対の前記駆動梁で、前記可動枠と一対の前記第2の弾性支持部材とが前記固定ベースに対して片持ち支持され、
一対の前記駆動梁が逆位相で曲げ振動することで、一対の前記第1の弾性支持部材の軸周りに回転振動が発生して、前記ミラー部が第1の方向に回転振動し、
一対の前記振動梁が同位相で曲げ振動することで、前記第2の弾性支持部材に捻り変形が発生して、前記可動枠が回転振動し、前記ミラー部が第2の方向に回転振動することを特徴とする光偏向器。 - 光源と、光源からの光ビームを偏向させる請求項1乃至9のいずれか1項記載の光偏向器と、偏向された光ビームを被走査面にスポット状に結像する結像光学系とを備えることを特徴とする光走査装置。
- 請求項12記載の光走査装置と、光ビームの走査により潜像を形成する感光体と、潜像をトナーで顕像化する現像手段と、トナー像を記録紙に転写する転写手段とを有することを特徴とする画像形成装置。
- 光源と、
前記光源からの光ビームを画像信号に応じて変調する変調器と、
前記光ビームを略平行光とするコリメート光学系と、
前記略平行光とされた光ビームを偏向して投影面に投射する請求項1乃至11のいずれか1項記載の光偏向器とを有することを特徴とする画像投影装置。
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