JP2011095290A - 光偏向素子、光偏向器、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回動軸方向の幅が有限な可動板に捻り梁が接合された端面においては、幅が無限な可動板における理論的な動たわみとは異なる形状の複雑な動たわみが発生する。当該動たわみを抑制することができる光偏向素子、光偏向器、及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】光偏向素子は、光束が反射される反射面が形成された反射手段が固定されており板状の形状を有する可動板と、一端が可動板の端面に接続されており、可動板を反射面に平行な回動軸回りに回動可能に支持する弾性支持梁と、弾性支持梁の一端の反対側の一端が接続されており、弾性支持梁を支持する支持枠と、可動板の側面から反射面に平行な方向に突出し、回動軸に垂直な方向において可動板の先端より回動軸に近い範囲に配設された可動板突起と、を備える。光偏向器は、当該光偏向素子を備え、画像形成装置は、当該光偏向素子又は当該光偏向器を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、光偏向素子、光偏向素子を備える光偏向器、及び光偏向器を備える画像形成装置に関する。

従来から、反射面を回動させることによって、光源から反射面に入射する光束を偏向させて、当該偏向光によって画像形成面上を走査することで画像形成面に画像を形成する光偏向器が知られている。高解像度の画像を形成するためには、より高い周波数で反射面を回動させることが必要である。ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の技術を応用して製作されたミラーデバイスは、従来から用いられているポリゴンミラーやガルバノミラーでは実現が困難な高い周波数で駆動させることが可能である。このミラーデバイスは、反射面が形成又は取り付けられた可動板と、弾性を有する捻り梁と、駆動源とを備え、捻り梁を軸にして反射面を往復回動させることによって、光源から反射面に入射する光束を偏向させる光偏向器である。

可動板は高速かつ高精度で回動させることが必要であるが、高速で回動するために、可動板自身の慣性モーメントによって、「動たわみ」と呼ばれる変形が生じ、当該動たわみによって反射面の平坦度が損なわれ、形成される画像が劣化することがあった。
特許文献１には、ミラー基板（可動板）の厚さの分布を適切に設定することで、ミラー基板の回動中心梁から回動軸に直交する方向における、ミラー基板の剛性の分布を、動撓みを発生させる曲げモーメントの分布に対応する剛性分布とすることによって、ミラー基板の動的な撓みを低減し、ミラー基板の慣性を低減して偏向角を大きくすることができる、偏向ミラー、光走査装置および画像形成装置が開示されている。

特開２００５−３００９２７号公報

Alexander Wolter、「Scanning ２Ｄ micromirror with enhanced flatness at high frequency」、Proceedings of SPIE 、USA、SPIE、２３−ＪＡＮ−２００６、Ｖｏｌ．６１１４、６１１４０Ｌ

しかしながら、ミラー基板（可動板）における曲げモーメントの分布が特許文献１に開示されたような分布となるのは、ミラー基板（可動板）と捻り梁との接合部から充分に離れた部分であることが、理論的に知られている。例えば、ミラー基板（可動板）の回動軸方向の幅が無限大の場合であれば、中央部分における曲げモーメントの分布が特許文献１に開示されたような分布となる。
非特許文献１に開示されているように、可動板の中央においては特許文献１に開示された撓みに近い動たわみが発生するが、可動板に捻り梁が接合された端面においては、異なる形状の複雑な動たわみが発生するという課題があった。したがって、特許文献１に記載された動撓みの抑制方法だけでは、可動板の動たわみを充分抑制することは、難しいという課題があった。

本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる光偏向素子は、光束が反射される反射面が形成された反射手段が固定されており板状の形状を有する可動板と、一端が前記可動板の端面に接続されており、前記可動板を前記反射面に平行な回動軸回りに回動可能に支持する弾性支持梁と、前記弾性支持梁の前記一端の反対側の一端が接続されており、前記弾性支持梁を支持する支持枠と、前記可動板の側面から前記反射面に平行な方向に突出し、前記回動軸に垂直な方向において前記可動板の先端より前記回動軸に近い範囲に配設された可動板突起と、を備えることを特徴とする。

本適用例にかかる光偏向素子によれば、よく知られている光偏向素子と同様に、可動板を高速で往復回動させることができる。可動板は剛体ではないため、高速で回動する際には、可動板の慣性モーメントに起因して動たわみが発生するが、可動板の側面に可動板突起を設けることによって、動たわみを抑制することができる。可動板の動たわみを抑制することで、可動板上に形成された反射手段の面状態が変化することを抑制することができる。可動板から突設させた可動板突起を設けることによって、慣性モーメントが大きくなるが、可動板突起は回動軸に垂直な方向において可動板の先端より回動軸に近い範囲に配設されているため、可動板突起を設けることによる慣性モーメントの増大を小さくすることができる。

［適用例２］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記可動板が、前記回動軸を含み前記反射面に垂直な第一平面に関して対称な形状を有し、複数の前記可動板突起が、前記第一平面に関して対称な位置に配設されていることが好ましい。

この光偏向素子によれば、可動板は、回動軸を含み反射面に垂直な第一平面に関して対称な形状を有している。したがって、可動板が回動軸まわりに往復回動する際は、可動板には、第一平面に関して対称な形状の動たわみが発生する可能性が高い。第一平面に関して対称な位置に可動板突起を配設することによって、可動板における可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ位置を第一平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例３］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記第一平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれが、前記第一平面に関して互いに対称な形状を有することが好ましい。

この光偏向素子によれば、第一平面に関して対称な位置に配設されている可動板突起は、第一平面に関して互いに対称な形状を有している。これにより、可動板が回動軸まわりに往復回動する際の可動板突起の慣性モーメントが第一平面に関して略対称になることから、可動板に対して可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ状態を第一平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例４］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記可動板が、前記回動軸に垂直な第二平面に関して対称な形状を有し、複数の前記可動板突起が、前記第二平面に関して対称な位置に配設されていることが好ましい。

この光偏向素子によれば、可動板は回動軸に垂直な第二平面に関して対称な形状を有している。したがって、可動板が回動軸まわりに往復回動する際は、可動板には、第二平面に関して対称な形状の動たわみが発生する可能性が高い。第二平面に関して対称な位置に可動板突起を配設することによって、可動板における可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ位置を第二平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例５］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記第二平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれが、前記第二平面に関して互いに対称な形状を有することが好ましい。

この光偏向素子によれば、第二平面に関して対称な位置に配設されている可動板突起は、第二平面に関して互いに対称な形状を有している。これにより、可動板が回動軸まわりに往復回動する際の可動板突起の慣性モーメントが第二平面に関して略対称になることから、可動板に対して可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ状態を第二平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例６］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記回動軸の軸方向における前記可動板突起の長さが、前記回動軸の軸方向における前記可動板の長さ以下であることが好ましい。

軸方向における可動板突起の長さが可動板の長さを超えると、可動板突起を配設したことによる慣性モーメントの増加の影響による動たわみの増加が大きくなり、相対的に動たわみを抑制する効果が小さくなることが、発明者らによるシミュレーションによって確認されている。この光偏向素子によれば、軸方向における可動板突起の長さを可動板の長さ以下にすることで、可動板突起を付加したことによる慣性モーメントの増加の影響に起因する動たわみの増加を抑制して、可動板突起を付加したことによる動たわみの増加より、可動板突起を付加したことによる動たわみを抑制する効果の方を大きくすることができる。

［適用例７］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記可動板と前記可動板突起とが、一体に形成されていることが好ましい。

この光偏向素子によれば、可動板と可動板突起とを一体に形成することで、可動板突起の可動板への組み立て工程を不要にすることができる。また、組み立てる際の組み立て位置誤差がないことから、可動板に対する可動板突起の位置精度の低下を抑制することができる。

［適用例８］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記可動板、及び前記弾性支持梁が、単結晶シリコンで一体に形成されていることが好ましい。

この光偏向素子によれば、可動板、及び弾性支持梁を、単結晶シリコンをエッチングすることで略同時に形成することができる。一体に形成できることで、可動板と弾性支持梁との組み立て工程を不要にすることができるとともに、接合部分において強度低下などが生ずることを抑制することができる。

［適用例９］上記適用例にかかる光偏向素子は、前記可動板における前記反射手段が形成された表面と、前記可動板突起における前記表面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていると共に、前記可動板における前記表面の反対側の裏面と、前記可動板突起における前記裏面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていることが好ましい。

この光偏向素子によれば、可動板の表面と可動板突起の同じ側の面と、及び可動板の裏面と可動板突起の同じ側の面とは略同一面であり、境目の段差がない。可動板突起は、可動板の側面に突設されており、可動板に支持されているため、可動板が回動する際に可動板突起の慣性モーメントによる応力が可動板突起と可動板の境界部分に作用する。境界部分に段差がある場合、当該段差の隅部分に応力集中が発生する。段差をなくすることで、段差部分に発生する応力集中によるたわみによって、可動板の動たわみが増加することを抑制することができる。

［適用例１０］本適用例にかかる光偏向器は、光束が反射される反射面が形成された反射手段が固定されており板状の形状を有する可動板と、一端が前記可動板の端面に接続されており、前記可動板を前記反射面に平行な回動軸回りに回動可能に支持する弾性支持梁と、前記弾性支持梁の前記一端の反対側の一端が接続されており、前記弾性支持梁を支持する支持枠と、を備える光偏向素子と、前記可動板を回動させる駆動源と、を備え、前記光偏向素子は、前記可動板の側面から前記反射面に平行な方向に突出し、前記回動軸に垂直な方向において前記可動板の先端より前記回動軸に近い範囲に配設された可動板突起をさらに備えることを特徴とする。

本適用例にかかる光偏向器によれば、光偏向器におけるよく知られている光偏向素子と同様に、可動板を高速で往復回動させることができる。可動板は剛体ではないため、高速で回動する際には、可動板の慣性モーメントに起因して動たわみが発生するが、可動板の側面に可動板突起を設けることによって、動たわみを抑制することができる。可動板の動たわみを抑制することで、可動板上に形成された反射手段の面状態が変化することを抑制することができる。可動板から突設させた可動板突起を設けることによって、慣性モーメントが大きくなるが、可動板突起は回動軸に垂直な方向において可動板の先端より回動軸に近い範囲に配設されているため、可動板突起を設けることによる慣性モーメントの増大を小さくすることができる。

［適用例１１］上記適用例にかかる光偏向器は、前記可動板が、前記回動軸を含み前記反射面に垂直な第一平面に関して対称な形状を有し、複数の前記可動板突起が、前記第一平面に関して対称な位置に配設されていることが好ましい。

この光偏向器によれば、可動板は、回動軸を含み反射面に垂直な第一平面に関して対称な形状を有している。したがって、可動板が回動軸まわりに往復回動する際は、可動板には、第一平面に関して対称な形状の動たわみが発生する可能性が高い。第一平面に関して対称な位置に可動板突起を配設することによって、可動板における可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ位置を第一平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例１２］上記適用例にかかる光偏向器は、前記第一平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれが、前記第一平面に関して互いに対称な形状を有することが好ましい。

この光偏向器によれば、第一平面に関して対称な位置に配設されている可動板突起は、第一平面に関して互いに対称な形状を有している。これにより、可動板が回動軸まわりに往復回動する際の可動板突起の慣性モーメントが第一平面に関して略対称になることから、可動板に対して可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ状態を第一平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第一平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例１３］上記適用例にかかる光偏向器は、前記可動板が、前記回動軸に垂直な第二平面に関して対称な形状を有し、複数の前記可動板突起が、前記第二平面に関して対称な位置に配設されていることが好ましい。

この光偏向器によれば、可動板は回動軸に垂直な第二平面に関して対称な形状を有している。したがって、可動板が回動軸まわりに往復回動する際は、可動板には、第二平面に関して対称な形状の動たわみが発生する可能性が高い。第二平面に関して対称な位置に可動板突起を配設することによって、可動板における可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ位置を第二平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例１４］上記適用例にかかる光偏向器は、前記第二平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれが、前記第二平面に関して互いに対称な形状を有することが好ましい。

この光偏向器によれば、第二平面に関して対称な位置に配設されている可動板突起は、第二平面に関して互いに対称な形状を有している。これにより、可動板が回動軸まわりに往復回動する際の可動板突起の慣性モーメントが第二平面に関して略対称になることから、可動板に対して可動板突起による動たわみの抑制効果が及ぶ状態を第二平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。可動板の形状を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることで、可動板上に形成された反射手段の面状態を、第二平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

［適用例１５］上記適用例にかかる光偏向器は、前記回動軸の軸方向における前記可動板突起の長さが、前記回動軸の軸方向における前記可動板の長さ以下であることが好ましい。

軸方向における可動板突起の長さが可動板の長さを超えると、可動板突起を配設したことによる慣性モーメントの増加の影響による動たわみの増加が大きくなり、相対的に動たわみを抑制する効果が小さくなることが、発明者らによるシミュレーションによって確認されている。この光偏向器によれば、軸方向における可動板突起の長さを可動板の長さ以下にすることで、可動板突起を付加したことによる慣性モーメントの増加の影響に起因する動たわみの増加を抑制して、可動板突起を付加したことによる動たわみの増加より、可動板突起を付加したことによる動たわみを抑制する効果の方を大きくすることができる。

［適用例１６］上記適用例にかかる光偏向器は、前記可動板と前記可動板突起とが、一体に形成されていることが好ましい。

この光偏向器によれば、可動板と可動板突起とを一体に形成することで、可動板突起の可動板への組み立て工程を不要にすることができる。また、組み立てる際の組み立て位置誤差がないことから、可動板に対する可動板突起の位置精度を向上させることができる。

［適用例１７］上記適用例にかかる光偏向器は、前記可動板、及び前記弾性支持梁が、単結晶シリコンで一体に形成されていることが好ましい。

この光偏向器によれば、可動板、及び弾性支持梁を、単結晶シリコンをエッチングすることで略同時に形成することができる。一体に形成できることで、可動板と弾性支持梁との組み立て工程を不要にすることができるとともに、接合部分において強度低下などが生ずることを抑制することができる。

［適用例１８］上記適用例にかかる光偏向器は、前記可動板における前記反射手段が形成された表面と、前記可動板突起における前記表面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていると共に、前記可動板における前記表面の反対側の裏面と、前記可動板突起における前記裏面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていることが好ましい。

この光偏向器によれば、可動板の表面と可動板突起の同じ側の面と、及び可動板の裏面と可動板突起の同じ側の面とは略同一面であり、境目の段差がない。可動板突起は、可動板の側面に突設されており、可動板に支持されているため、可動板が回動する際に可動板突起の慣性モーメントによる応力が可動板突起と可動板の境界部分に作用する。境界部分に段差がある場合、当該段差の隅部分に応力集中が発生する。段差をなくすることで、段差部分に発生する応力集中によるたわみによって、可動板の動たわみが増加することを抑制することができる。

［適用例１９］本適用例にかかる画像形成装置は、光源と、上記適用例のいずれかに記載の光偏向素子を備える光偏向器、又は上記適用例のいずれかに記載の光偏向器と、を備え、前記光源から射出された光束を、前記光偏向素子を備える光偏向器又は前記光偏向器によって偏向させることで画像を形成することを特徴とする。

本適用例にかかる画像形成装置によれば、可動板の動たわみを抑制することができる光偏向素子を備える光偏向器、又は可動板の動たわみを抑制することができる光偏向器を備えることによって、可動板の動たわみに起因する画像の劣化を抑制して、品質の高い画像を安定して形成することができる。

投射型画像表示装置の主要な構成要素を示す説明図。 （ａ）は、光偏向素子の形状を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）にＡ−Ａで示した断面における断面図。（ｃ）は、（ａ）にＢ−Ｂで示した断面における断面図。（ｄ）は、可動板及び弾性支持梁の斜視図。 （ａ）は、素子筐体の筐体本体の外形形状を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）にＣ−Ｃで示した断面における素子筐体の筐体本体及び封止蓋の断面形状を示す断面図。（ｃ）は、（ａ）にＤ−Ｄで示した断面における素子筐体の筐体本体及び封止蓋の断面形状を示す断面図。 （ａ）は、主走査偏向器を封止蓋側から見た平面図。（ｂ）は、（ａ）にＥ−Ｅで示した断面における主走査偏向器の断面図。（ｃ）は、（ａ）にＦ−Ｆで示した断面における主走査偏向器の断面図。（ｄ）は、（ａ）にＦ−Ｆで示した断面における可動板が回動した状態を示す断面図。 可動板の動たわみをシミュレーションした結果例を示す説明図。 （ａ）は、光偏向素子の形状を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）にＧ−Ｇで示した断面における断面図。（ｃ）は、光偏向素子の形状を示す平面図。（ｄ）は、（ｃ）にＨ−Ｈで示した断面における断面図。 印刷装置の全体構成を模式的に示す断面図。 印刷装置が備える露光ユニットの概略構成を示す説明図。

以下、光偏向素子、光偏向器、及び画像形成装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態は、光偏向素子を有する光偏向器を備える画像形成装置としての、光偏向素子を有する主走査偏向器を備える投射型画像表示装置を例にして説明する。なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。

＜投射型画像表示装置＞
最初に、投射型画像表示装置１について、図１を参照して説明する。図１は、投射型画像表示装置の主要な構成要素を示す説明図である。
図１に示すように、投射型画像表示装置１は、光束ＬをスクリーンＳの横方向（主走査方向）及び縦方向（副走査方向）に２次元的に走査することにより、スクリーンＳ上に画像を形成（描画）する装置である。

投射型画像表示装置１は、光源ユニット２と、光走査ユニット３と、図示省略した表示装置制御部と、を備えている。光源ユニット２から光束Ｌが射出され、当該光束Ｌが光走査ユニット３によって２次元的に走査されてスクリーンＳに投射されて、スクリーンＳ上に画像が形成される。
なお、スクリーンＳは、投射型画像表示装置１に一体に備えられたものであっても別体であってもよい。また、スクリーンＳの表面側（光Ｌの照射側）で画像を視認するように構成してもよいし、スクリーンＳの裏面側（光Ｌの照射側とは反対側）から画像を視認するように構成してもよい。

光源ユニット２は、レーザー光源２１と、ダイクロイックプリズム２２とを備えている。レーザー光源２１は、３色の光のいずれかを射出する、レーザー光源２１Ｒ、レーザー光源２１Ｇ、又はレーザー光源２１Ｂである。レーザー光源２１Ｒは赤色の光束ＬＲを射出し、レーザー光源２１Ｇは緑色の光束ＬＧを射出し、レーザー光源２１Ｂは青色の光束ＬＢを射出する。

ダイクロイックプリズム２２は、３色の光のいずれかを選択的に反射する、ダイクロイックプリズム２２Ｒ、ダイクロイックプリズム２２Ｇ、又はダイクロイックプリズム２２Ｂである。ダイクロイックプリズム２２Ｒは、赤色光を選択的に反射させる反射部を備えている。レーザー光源２１Ｒから射出された赤色の光束ＬＲは、ダイクロイックプリズム２２Ｒに入射し、反射部で反射されてダイクロイックプリズム２２Ｇに向けて射出される。当該光束を、光束Ｌ１と表記する。

ダイクロイックプリズム２２Ｇは、緑色光を選択的に反射させる反射部を備えている。レーザー光源２１Ｇから射出された緑色の光束ＬＧは、ダイクロイックプリズム２２Ｇに入射し、反射部で反射されてダイクロイックプリズム２２Ｂに向けて射出される。ダイクロイックプリズム２２Ｒからダイクロイックプリズム２２Ｇに向けて射出された光束Ｌ１は、ダイクロイックプリズム２２Ｇの反射部を透過して、ダイクロイックプリズム２２Ｂに向けて射出される。ダイクロイックプリズム２２Ｇが、光束ＬＧを反射し、光束Ｌ１を透過させることで、光束ＬＧと光束Ｌ１とが合成された光束Ｌ２が、ダイクロイックプリズム２２Ｂに向けて射出される。

ダイクロイックプリズム２２Ｂは、青色光を選択的に反射させる反射部を備えている。レーザー光源２１Ｂから射出された青色の光束ＬＢは、ダイクロイックプリズム２２Ｂに入射し、反射部で反射されて射出される。ダイクロイックプリズム２２Ｇからダイクロイックプリズム２２Ｂに向けて射出された光束Ｌ２は、ダイクロイックプリズム２２Ｂの反射部を透過して、射出される。ダイクロイックプリズム２２Ｂが、光束ＬＢを反射し、光束Ｌ２を透過させることで、光束ＬＢと光束Ｌ２とが合成された光束Ｌが、射出される。光束Ｌは、３色の光束ＬＲと、光束ＬＧと、光束ＬＢとが合成された光束である。

光走査ユニット３は、主走査偏向器３１と、副走査偏向器３２と、固定反射鏡３４とを備えている。
主走査偏向器３１は、光偏向素子４０を備えており、光偏向素子４０は、回動軸Ｘを回動軸として回動する可動板４１に固定された反射鏡４２を備えている。
光源ユニット２のダイクロイックプリズム２２Ｂから射出された光束Ｌは、反射鏡４２によって反射されて、回動軸Ｘの軸方向に略直角な主走査方向に走査される。光源ユニット２、又はレーザー光源２１が、光源に相当する。主走査偏向器３１が、光偏向器に相当する。

副走査偏向器３２は、例えば、ガルバノミラーにより構成されており、主走査方向に略平行な回動軸Ｙを回動軸として回動する副走査反射鏡４８を備えている。
主走査偏向器３１の反射鏡４２によって反射された光束Ｌは、副走査反射鏡４８によって反射されて、主走査方向に略直角な副走査方向に走査される。
副走査反射鏡４８によって反射された光束Ｌは、固定反射鏡３４で反射されて、スクリーンＳに照射される。主走査偏向器３１による主走査方向の走査と、副走査偏向器３２による副走査方向の走査とによって、スクリーンＳ上に、２次元の画像が形成される。

＜光偏向素子＞
次に、主走査偏向器３１が備える光偏向素子４０について、図２を参照して説明する。図２は、光偏向素子の形状を示す図である。図２（ａ）は、光偏向素子の形状を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）にＡ−Ａで示した断面における断面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）にＢ−Ｂで示した断面における断面図であり、図２（ｄ）は、可動板及び弾性支持梁の斜視図である。
図２に示すように、光偏向素子４０は、可動板４１と、反射鏡４２と、一対の弾性支持梁４３，４３と、支持枠４４と、可動板突起４６と、を備えている。可動板４１と弾性支持梁４３と支持枠４４と可動板突起４６とは、例えばシリコン基板をエッチングして形成され、一体に形成されている。

可動板４１の形状は、円形の平板である。反射鏡４２は、平板形状の可動板４１の可動板表面４１Ａに、配設されている。反射鏡４２は、例えばアルミニウムの薄膜であり、平滑に仕上げられたシリコンの面である可動板表面４１Ａに、例えばスパッタリングによって形成される。
一対の弾性支持梁４３，４３は、それぞれの弾性支持梁４３の一端が、可動板４１の側面における円形平板形状の中心に関して略対称の位置において接続されており、回動軸Ｘの軸方向に沿ってそれぞれの中心軸が一直線となる方向及び位置に延在している。

可動板突起４６は、円形の平板である可動板４１の側面に立設されている。円形平板形状の周方向における可動板突起４６の立設位置は、弾性支持梁４３の接続位置で区切られた略半円形状の周の頂部と、弾性支持梁４３の接続位置との中間である。一対の弾性支持梁４３，４３の両側に在る２個の略半円形状の周のそれぞれに、２個の可動板突起４６が立設されており、可動板４１には４個の可動板突起４６が立設されている。可動板突起４６は、形状が四角柱であって、可動板４１の厚さと略同じ厚さを有し、立設位置から弾性支持梁４３と略平行に延在している。
４個の可動板突起４６は、１個の可動板突起４６に対して、１個の可動板突起４６が、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。４個の可動板突起４６の、もう１個の可動板突起４６が、回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有しており、さらにもう１個の可動板突起４６が、回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る直線に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面が第一平面に相当し、回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る面が、第二平面に相当する。

支持枠４４は、略方形の板の内側に支持枠開口４５が形成された額縁状の形状を有している。可動板４１（反射鏡４２）と可動板４１に立設された４個の可動板突起４６と一対の弾性支持梁４３，４３とは、支持枠開口４５に配設されている。弾性支持梁４３の可動板４１と接続された一端の反対側の一端が、支持枠４４における額縁形状の対向する２辺の略中央にそれぞれ接続されている。
光偏向素子４０は、例えばシリコン基板において、支持枠４４の外周及び支持枠開口４５の部分をエッチングして形成されており、可動板４１と、弾性支持梁４３と、支持枠４４と、可動板突起４６との一方の面はシリコン基板の一面であり、もう一方の面はシリコン基板のもう一方の一面であり、それぞれ略同一の平面である。
可動板４１は、一対の弾性支持梁４３，４３が捩れ変形することによって、回動軸Ｘを軸に回動可能である。

一対の弾性支持梁４３，４３が回動軸Ｘを中心にして捩れ変形することによって、可動板４１（反射鏡４２）は、回動軸Ｘを中心にして回動する。主走査偏向器３１が投射型画像表示装置１に組み込まれた状態で、図２（ａ）に示した回動軸Ｘは、図１に示した回動軸Ｘと同じものである。反射鏡４２が、反射手段に相当する。

＜素子筐体＞
次に、主走査偏向器３１が備える素子筐体５０について、図３を参照して説明する。図３は、素子筐体の筐体本体及び封止蓋の外形形状を示す図である。図３（ａ）は、素子筐体の筐体本体の外形形状を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）にＣ−Ｃで示した断面における素子筐体の筐体本体及び封止蓋の断面形状を示す断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ａ）にＤ−Ｄで示した断面における素子筐体の筐体本体及び封止蓋の断面形状を示す断面図である。

図３に示すように、素子筐体５０は、筐体本体５２及び封止蓋５１を備えている。筐体本体５２は、略直方体を有し、上面５３において外面に開口する素子室５４が形成されている。筐体本体５２の外面における上面５３の反対側の外面を外底面５７と表記する。本実施形態の主走査偏向器３１では、上面５３側を上側と表記し、外底面５７側を下側と表記する。外底面５７には、駆動装置３６（図４参照）の駆動コイル３８（図４参照）を配設するための外底面凹部５７ａが形成されている。

筐体本体５２の素子室５４を囲む部分を、側壁５２ａと表記する。素子室５４における底面５４ａと側壁５２ａとの角部には、素子室５４側に膨出した支持部５６が形成されている。底面５４ａと支持部５６とに囲まれた素子室５４の部分を、素子室凹部５４ｂと表記する。素子室凹部５４ｂは、略直方体形状の空間である。素子室５４の平面形状は、支持枠４４の外形形状と相似形であって、支持枠４４の外形形状より僅かに大きくなっており、光偏向素子４０を素子室５４内に配置することができる。素子室５４内に配置された光偏向素子４０は、支持枠４４が支持部５６に当接して支持される（図４参照）。素子室凹部５４ｂの平面形状は、光偏向素子４０の支持枠開口４５の平面形状と略相似形状であり、支持部５６は、可動板４１や弾性支持梁４３に接触することなく、支持枠４４を支持する。
封止蓋５１を上面５３に載せて、封止蓋５１と上面５３とを接合することによって、素子室５４は封止される。反射鏡４２に入射する光束は、封止蓋５１を透過して入射し、反射鏡４２によって反射された光束は、封止蓋５１を透過して主走査偏向器３１から射出される。

筐体本体５２は、例えば低温焼成のセラミックスで形成する。セラミックス材料の膜を形成し、焼結することを繰り返し、積層させることによって、筐体本体５２を形成する。

＜主走査偏向器＞
次に、主走査偏向器３１について、図４を参照して説明する。図４は、主走査偏向器の構成を示す図である。図４（ａ）は、主走査偏向器を封止蓋側から見た平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）にＥ−Ｅで示した断面における主走査偏向器の断面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）にＦ−Ｆで示した断面における主走査偏向器の断面図であり、図４（ｄ）は、図４（ａ）にＦ−Ｆで示した断面における可動板が回動した状態を示す断面図である。
図４に示すように、主走査偏向器３１は、光偏向素子４０と、素子筐体５０と、駆動装置３６とを備えている。

光偏向素子４０は、支持枠４４が素子筐体５０の筐体本体５２における支持部５６に固定されることによって、筐体本体５２に固定されている。光偏向素子４０の可動板４１と反射鏡４２と可動板突起４６と一対の弾性支持梁４３，４３とは、筐体本体５２における素子室凹部５４ｂの部分に位置しており、可動板４１及び可動板４１と一体に形成された反射鏡４２及び可動板突起４６とは回動可能である。
可動板４１における反射鏡４２が配設された可動板表面４１Ａの反対側の可動板裏面４１Ｂには、駆動装置３６の磁石３７が固定されている。筐体本体５２の外底面凹部５７ａには、駆動装置３６の駆動コイル３８が固定されている。駆動コイル３８は、筐体本体５２の底部を介して可動板４１と略対向する位置に配設されている。駆動装置３６が、駆動源に相当する。

周期的に変化する電流（交流）が駆動コイル３８に供給されることにより、駆動コイル３８は上方（可動板４１側）に向く磁界と、下方に向く磁界とを交互に発生させる。この磁界により、駆動コイル３８に対し磁石３７の両端（主走査偏向器３１においては、回動軸Ｘから遠い位置に位置する両端）に位置する一対の磁極のうち一方の磁極が接近し他方の磁極が離間するような力が磁石３７に作用する。磁石３７が固定された可動板４１は一対の弾性支持梁４３，４３が捩れ変形することによって回動可能であって、図４（ｄ）に示すように、回動軸Ｘ回りに回動させられる。

上記したように、光偏向素子４０は、支持枠４４が筐体本体５２における支持部５６に固定されることによって、筐体本体５２に固定されている。封止蓋５１は、蓋裏の接続面と筐体本体５２の上面５３とを接合することによって筐体本体５２に固定されており、素子室５４は封止蓋５１によって封止されている。
封止蓋５１の筐体本体５２への接合は、封止蓋５１及び筐体本体５２を構成する材料によって適切な方法を選択するが、金属接合、共晶結合、又は陽極接合などの接合方法を用いて接合する。

反射鏡４２に向けて射出された光束Ｌ１０は、そのほとんどが封止蓋５１を透過して、反射鏡４２に入射する。光束が封止蓋５１に入射する際や封止蓋５１から射出される際には、わずかに反射されて反射光束が発生するが、本実施形態では当該反射光束は省略して説明する。また、大気と、封止蓋５１と、負圧状態にした場合の素子室５４と、で屈折率が異なることによって、それぞれの境界において屈折が生ずるが、本実施形態では当該屈折は省略して説明する。
図４（ｄ）に示したように、光束Ｌ１０は直進して反射鏡４２に入射する。反射鏡４２に入射した光束Ｌ１０が反射鏡４２によって反射されて、光束Ｌ２０が射出される。
可動板４１は回動させられて、可動板４１１から可動板４１２の範囲で往復回動する。反射された光束は、光束Ｌ２１から光束Ｌ２２の範囲で走査される。

＜可動板の動たわみの例＞
次に、可動板４１が往復回動する際に発生する動たわみに対する可動板突起４６の影響について、図５を参照して説明する。図５は、可動板の動たわみをシミュレーションした結果例を示す説明図である。
図５では、可動板４１の動たわみの形状及び大きさのシミュレーション結果を、可動板突起４６に相当する突起がない可動板４１０と比較して示している。可動板４１０は、可動板突起４６が突設されていないことのみが可動板４１と異なっている。
動たわみ形状は、可動板の中心を原点にして、回動軸Ｘの軸方向をｘ軸方向、回動軸Ｘに直交し可動板表面４１Ａに平行な方向をｙ軸方向、としたときの第一象限の動たわみを示している。可動板４１又は可動板４１０が、第一象限が可動板裏面４１Ｂ側に回動している場合の動たわみを、可動板が理論上の移動位置（剛体の場合の移動位置）からのずれ量として示している。

図５に示すように、可動板４１及び可動板４１０外周は、ｙ軸の近くが可動板表面４１Ａ側にたわみ、ｘ軸の近くが可動板裏面４１Ｂ側にたわんでいる。この動たわみ形状は、先行技術文献として挙げた非特許文献１（Alexander Wolter、「Scanning ２Ｄ micromirror with enhanced flatness at high frequency」、Proceedings of SPIE 、USA、SPIE、２３−ＪＡＮ−２００６、Ｖｏｌ.６１１４、６１１４０Ｌ）に開示された動たわみ形状と定性的に一致する形状である。図５に示したシミュレーション結果の例では、最大動たわみ量は、可動板４１０が１３０ｎｍであるのに対して、可動板４１では、１１０ｎｍに軽減されている。可動板４１は、可動板突起４６の部分も含めると、最大動たわみ量は１２０ｎｍであるが、可動板突起４６の部分には、反射手段が形成されておらず、光束の反射に関わる部分の最大動たわみは１１０ｎｍである。
画像品質に影響を与えない動たわみが光束の光の波長の４分の１以下であるとすると、可動板４１に可動板突起４６を配設することで、可動板の動たわみの影響を受けない波長を８０ｎｍ短くすることができる。すなわち、可動板の動たわみの影響を受けない波長の範囲を８０ｎｍ広くすることができる。

なお、可動板の動たわみの形状は、可動板の平面形状や厚さの分布や、回動周波数などによって異なるものであり、可動板突起の効果的な配設位置や形状は、具体的な可動板の形状などに対応して、シミュレーションや実験によって求めることが好ましい。
可動板突起４６の長さは、可動板４１の回動軸Ｘの軸方向の長さより長くなると、動たわみを抑制する効果が得られ難いことが、発明者らによるシミュレーションによって確認されている。

＜他の光偏向素子の例＞
次に、光偏向素子４０とは一部の構成が異なる光偏向素子６０及び光偏向素子８０について、図６を参照して説明する。図６は、光偏向素子の形状を示す図である。図６（ａ）は、光偏向素子の形状を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）にＧ−Ｇで示した断面における断面図である。図６（ｃ）は、光偏向素子の形状を示す平面図であり、図６（ｄ）は、図６（ｃ）にＨ−Ｈで示した断面における断面図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、光偏向素子６０は、可動板４１と、反射鏡４２と、一対の弾性支持梁４３，４３と、支持枠４４と、可動板突起６６と、を備えている。可動板４１と弾性支持梁４３と支持枠４４と可動板突起６６とは、例えばシリコン基板をエッチングして形成され、一体に形成されている。
光偏向素子６０が備える可動板４１と反射鏡４２と一対の弾性支持梁４３，４３と支持枠４４とは、光偏向素子４０が備える可動板４１、反射鏡４２、一対の弾性支持梁４３，４３、又は支持枠４４と、実質的に同じものである。光偏向素子６０は、可動板４１に立設された可動板突起６６が光偏向素子４０における可動板突起４６とは異なることが、光偏向素子４０とは異なっている。

可動板突起６６は、可動板突起６６ａと、可動板突起６６ａより長さが短い可動板突起６６ｂとの２種類があり、光偏向素子６０は、４個の可動板突起６６ａと、４個の可動板突起６６ｂとを備えている。
可動板突起６６は、円形の平板である可動板４１の側面に立設されている。円形平板形状の周方向における可動板突起６６の立設位置は、弾性支持梁４３の接続位置で区切られた略半円形状の周の頂部と、弾性支持梁４３の接続位置との中間である。頂部と弾性支持梁４３の接続位置との間の部分４個所のそれぞれに、１個の可動板突起６６ａと１個の可動板突起６６ｂとが、配設されている。可動板突起６６は、形状が四角柱であって、可動板４１の厚さと略同じ厚さを有し、立設位置から弾性支持梁４３と略平行に延在している。可動板突起６６ａの方が可動板突起６６ｂより回動軸Ｘ１から離れた位置に配設されており、可動板４１の側面から片持ち梁のように突出した可動板突起６６ａ及び可動板突起６６ｂの先端は、回動軸Ｘ１の軸方向において略同じ位置になっている。

４個の可動板突起６６ａは、１個目の可動板突起６６ａに対して、２個目の可動板突起６６ａが、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘ１を含む面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。４個の可動板突起６６ａの、３個目の可動板突起６６ａが、１個目の可動板突起６６ａに対して、回動軸Ｘ１に垂直であって可動板４１の中心を通る面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有しており、さらに４個目の可動板突起６６ａが、１個目の可動板突起６６ａに対して、回動軸Ｘ１に垂直であって可動板４１の中心を通る直線に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。
４個の可動板突起６６ｂは、１個目の可動板突起６６ｂに対して、２個目の可動板突起６６ｂが、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘ１を含む面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。４個の可動板突起６６ｂの、３個目の可動板突起６６ｂが、１個目の可動板突起６６ｂに対して、回動軸Ｘ１に垂直であって可動板４１の中心を通る面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有しており、さらに４個目の可動板突起６６ｂが、１個目の可動板突起６６ｂに対して、回動軸Ｘ１に垂直であって可動板４１の中心を通る直線に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。
反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘ１を含む面が第一平面に相当し、回動軸Ｘ１に垂直であって可動板４１の中心を通る面が、第二平面に相当する。

光偏向素子６０は、例えばシリコン基板において、支持枠４４の外周及び支持枠開口４５の部分をエッチングして形成されており、可動板４１と、弾性支持梁４３と、支持枠４４と、可動板突起６６との一方の面はシリコン基板の一面であり、もう一方の面はシリコン基板のもう一方の一面であり、それぞれ略同一の平面である。
可動板４１は、一対の弾性支持梁４３，４３が捩れ変形することによって、回動軸Ｘ１を軸に回動可能である。
一対の弾性支持梁４３，４３が回動軸Ｘ１を中心にして捩れ変形することによって、可動板４１（反射鏡４２）は、回動軸Ｘ１を中心にして回動する。光偏向素子６０を備える主走査偏向器が投射型画像表示装置１と同様の投射型画像表示装置に組み込まれた状態で、図６（ａ）に示した回動軸Ｘ１は、図１に示した回動軸Ｘと同じものである。

図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示すように、光偏向素子８０は、可動板４１と、反射鏡４２と、一対の弾性支持梁４３，４３と、支持枠４４と、可動板突起８６と、を備えている。可動板４１と弾性支持梁４３と支持枠４４と可動板突起８６とは、例えばシリコン基板をエッチングして形成され、一体に形成されている。
光偏向素子８０が備える可動板４１と反射鏡４２と一対の弾性支持梁４３，４３と支持枠４４とは、光偏向素子４０が備える可動板４１、反射鏡４２、一対の弾性支持梁４３，４３、又は支持枠４４と、実質的に同じものである。光偏向素子８０は、可動板４１に立設された可動板突起８６が光偏向素子４０における可動板突起４６とは異なることが、光偏向素子４０とは異なっている。

可動板突起８６は、可動板突起８６ａと、回動軸Ｘ２に垂直な断面における断面形状が、回動軸Ｘ２を含み可動板表面４１Ａに垂直な面に関して対称な形状である可動板突起８６ｂとの２種類があり、光偏向素子８０は、２個の可動板突起８６ａと、２個の可動板突起８６ｂとを備えている。
可動板突起８６は、円形の平板である可動板４１の側面に立設されている。円形平板形状の周方向における可動板突起８６の立設位置は、弾性支持梁４３の接続位置で区切られた略半円形状の周の頂部と、弾性支持梁４３の接続位置との中間である。頂部と弾性支持梁４３の接続位置との間の部分４個所のそれぞれに、１個の可動板突起８６ａ又は可動板突起８６ｂが、配設されている。
可動板突起８６は、形状が四角柱であって、可動板４１の厚さと略同じ厚さを有し、立設位置から弾性支持梁４３と略平行に延在している。

四角柱である可動板突起８６ａを形成する側面を、突起表面８６１ａ、突起裏面８６２ａ、突起側面８６３ａ、突起側面８６４ａと表記する。突起表面８６１ａは、可動板４１の可動板表面４１Ａと同一平面上に在り、突起裏面８６２ａは、可動板４１の可動板裏面４１Ｂと同一平面上に在る。突起側面８６３ａと突起側面８６４ａとは、突起表面８６１ａと突起裏面８６２ａとを接続する面であり、互いに平行であり、回動軸Ｘ２の軸方向に平行であり、突起表面８６１ａ及び突起裏面８６２ａに対して傾いている。
突起表面８６１ａ、突起裏面８６２ａ、突起側面８６３ａ、又は突起側面８６４ａと、回動軸Ｘ２を含み可動板表面４１Ａに垂直な面に関して対称な、可動板突起８６ｂを形成する側面を、突起表面８６１ｂ、突起裏面８６２ｂ、突起側面８６３ｂ、突起側面８６４ｂと表記する。

２個の可動板突起８６ａと、２個の可動板突起８６ｂとは、１個目の可動板突起８６ａに対して、１個目の可動板突起８６ｂが、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘ２を含む面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。２個目の可動板突起８６ｂが、１個目の可動板突起８６ａに対して、回動軸Ｘ２に垂直であって可動板４１の中心を通る面に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。２個目の可動板突起８６ａは、１個目の可動板突起８６ａに対して、回動軸Ｘ２に垂直であって可動板４１の中心を通る直線に関して対称な位置に在り、対称な形状を有している。
反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘ２を含む面が第一平面に相当し、回動軸Ｘ２に垂直であって可動板４１の中心を通る面が、第二平面に相当する。

光偏向素子８０は、例えばシリコン基板において、支持枠４４の外周及び支持枠開口４５の部分をエッチングして形成されており、可動板４１と、弾性支持梁４３と、支持枠４４と、可動板突起８６との一方の面はシリコン基板の一面であり、もう一方の面はシリコン基板のもう一方の一面であり、それぞれ略同一の平面である。これらの面は、例えば単結晶シリコンの（１００）面で構成されている。突起側面８６３ａと突起側面８６４ａと突起側面８６３ｂと突起側面８６４ｂとは、単結晶シリコンの（１１１）面で構成されている。

可動板４１は、一対の弾性支持梁４３，４３が捩れ変形することによって、回動軸Ｘ２を軸に回動可能である。
一対の弾性支持梁４３，４３が回動軸Ｘ２を中心にして捩れ変形することによって、可動板４１（反射鏡４２）は、回動軸Ｘ２を中心にして回動する。光偏向素子８０を備える主走査偏向器が投射型画像表示装置１と同様の投射型画像表示装置に組み込まれた状態で、図６（ｃ）に示した回動軸Ｘ２は、図１に示した回動軸Ｘと同じものである。

＜印刷装置＞
次に、投射型画像表示装置とは異なる、光偏向器を備える画像形成装置としての印刷装置１０１について、図７及び図８を参照して説明する。本実施形態で説明する印刷装置１０１は、電子写真方式を採用する印刷装置である。図７は、印刷装置の全体構成を模式的に示す断面図である。図８は、印刷装置が備える露光ユニットの概略構成を示す説明図である。

印刷装置１０１は、露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって、トナーからなる画像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体に記録するものである。
図７に示すように、印刷装置１０１は、感光体１１１と、帯電ユニット１１２と、露光ユニット１１０と、現像ユニット１１４と、転写ユニット１１５と、クリーニングユニット１１６と、からなる画像形成ユニットを備えている。印刷を実施する際には、図７に矢印ａで示した方向に感光体１１１が回転する。帯電ユニット１１２と、露光ユニット１１０と、現像ユニット１１４と、転写ユニット１１５と、クリーニングユニット１１６とは、感光体１１１の回転方向に沿ってこの順番で、感光体１１１の周囲に配設されている。
印刷装置１０１は、また、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ１１７と、定着装置１１８とを備えている。給紙トレイ１１７は画像形成ユニットの一方の側（図７では、画像形成ユニットの図における下側）に配設されており、定着装置１１８は画像形成ユニットを挟んで給紙トレイ１１７の略反対側（図７では、画像形成ユニットの図における上側）に配設されている。

画像形成ユニットでは、帯電ユニット１１２によって、感光体１１１が帯電され、露光ユニット１１０によって潜像が形成され、現像ユニット１１４によってトナーで現像され、現像された画像が転写ユニット１１５に転写される。
より詳細には、まず、図示しないホストコンピューターからの指令により、感光体１１１、現像ユニット１１４に設けられた現像ローラー（図示省略）、及び転写ユニット１１５の中間転写ベルト１５１が回転を開始する。感光体１１１は、回転しながら、帯電ユニット１１２に対向する部分が帯電ユニット１１２により順次帯電される。
感光体１１１の帯電された領域は、感光体１１１の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット１１０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。

感光体１１１上に形成された潜像は、感光体１１１の回転に伴って、現像ユニット１１４に対向する現像位置に至り、イエロー現像のための現像装置、例えば現像装置１４４によってイエロートナーで現像される。イエロートナーで現像されることによって、感光体１１１上にイエロートナー像が形成される。
現像ユニット１１４は、軸１４６を軸に回転する保持体１４５と、現像装置１４１、現像装置１４２、現像装置１４３、及び現像装置１４４と、を備えている。現像装置１４１、現像装置１４２、現像装置１４３、及び現像装置１４４は、保持体１４５に保持されており、軸１４６のまわりに回転可能である。保持体１４５が回転して、例えばイエロートナーで現像する場合の現像装置１４４のように、現像する色に対応した現像装置１４１、現像装置１４２、現像装置１４３、又は現像装置１４４が、感光体１１１と対向する位置に位置される。

感光体１１１上に形成されたイエロートナー像などの像は、感光体１１１の回転に伴って、感光体１１１が転写ユニット１１５の一次転写ローラー１５２と対向している一次転写位置に至る。このとき、一次転写ローラー１５２には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。一次転写電圧が印加された一次転写ローラー１５２によって、感光体１１１上に形成されたイエロートナー像などの像が中間転写ベルト１５１に転写（一次転写）される。中間転写ベルト１５１は、駆動ローラー１５４を回転させることで一次転写ローラー１５２および従動ローラー１５３を従動回転させながら回転する。なお、この間、二次転写ローラー１５５は、中間転写ベルト１５１から離間している。

潜像の形成、現像、及び一次転写と同様の処理が、他の色（本実施形態では、第２色目、第３色目、及び第４色目）について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写ベルト１５１に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト１５１上にはフルカラートナー像が形成される。
記録媒体Ｐは、給紙トレイ１１７から、給紙ローラー１７１及びレジローラー１７２によって、二次転写ローラー１５５と駆動ローラー１５４とが、中間転写ベルト１５１を間に挟んで対向している二次転写位置へ搬送される。

中間転写ベルト１５１上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト１５１の回転に伴って二次転写位置に至る。このとき、二次転写ローラー１５５は中間転写ベルト１５１に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加されている。二次転写位置に至った記録媒体Ｐ及び中間転写ベルト１５１におけるフルカラートナー像が形成された部分は、二次転写ローラー１５５と駆動ローラー１５４とに挟まれて互いに凹圧され、二次転写電圧が印加された二次転写ローラー１５５によって、フルカラートナー像が記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。

記録媒体Ｐに転写されたフルカラートナー像は、定着装置１１８によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐに融着される。その後、片面プリントの場合には、記録媒体Ｐは、排紙ローラー対１７３によって露光ユニット１１０の外部へ排出される。
一方、感光体１１１は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット１１６のクリーニングブレード１６１によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット１１６内の残存トナー回収部に回収される。

両面プリントの場合には、定着装置１１８によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラー対１７３により挟持した後に、排紙ローラー対１７３を反転駆動するとともに、搬送ローラー１７４及び搬送ローラー１７６からなる搬送ローラー対を駆動して、当該記録媒体Ｐを搬送路１７５を通じて表裏反転して二次転写位置へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。

印刷装置１０１が備える露光ユニット１１０は、図示省略したパーソナルコンピューターなどのホストコンピューターから画像情報及び画像形成指令を受け、一様に帯電された感光体１１１上に、レーザー光を選択的に照射することによって、画像情報に対応する静電的な潜像を形成する装置である。
図８に示すように、露光ユニット１１０は、光偏向器に相当するアクチュエーター１０３と、レーザー光源１２１と、コリメータレンズ１２２と、ｆθレンズ１２３とを備えている。アクチュエーター１０３は、回動軸Ｘ０まわりに回動可能な可動板２４１と、可動板２４１上に形成された反射鏡２４２とを有している。

露光ユニット１１０にあっては、レーザー光源１２１からコリメータレンズ１２２を介してアクチュエーター１０３の反射鏡２４２にレーザー光Ｌ０が照射される。照射されたレーザー光Ｌ０は、反射鏡２４２で反射されて、ｆθレンズ１２３を介して感光体１１１上に照射される。
その際、アクチュエーター１０３が駆動されて、可動板２４１が回動軸Ｘ０まわりに回動することにより、可動板２４１上に形成された反射鏡２４２で反射されたレーザー光Ｌ０は、感光体１１１の軸線方向に走査（主走査）される。同時に、感光体１１１が回転することにより、反射鏡２４２で反射されたレーザー光Ｌ０は、感光体１１１の周方向に走査（副走査）される。レーザー光Ｌ０が感光体１１１上を主走査方向及び副走査方向に走査されることによって、感光体１１１上に面状の画像が形成される。レーザー光源１２１が、光源に相当する。アクチュエーター１０３が、光偏向器に相当し、反射鏡２４２が、反射手段に相当する。

レーザー光源１２１から射出されるレーザー光Ｌ０の強度は、図示しないホストコンピューターから受けた画像情報に応じて変化する。感光体１１１に照射されるレーザー光Ｌ０の強度によって、照射された部分におけるトナー像の濃度が定まり、同じ部分における各色の濃度の組み合わせによって、当該部分の色調や濃度が定まる。
このようにして露光ユニット１１０は、感光体１１１上を選択的に露光して画像形成（描画）を行う。

以下、実施形態による効果を記載する。本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）光偏向素子４０、光偏向素子６０、及び光偏向素子８０は、板状の形状を有する可動板４１の側面に立設された可動板突起４６、可動板突起６６、又は可動板突起８６を備えている。シミュレーション結果によれば、可動板突起４６、可動板突起６６、又は可動板突起８６を設けることによって、可動板４１の動たわみの量を軽減することができる。

（２）光偏向素子６０は、可動板４１の側面に立設された８個の可動板突起６６を備えている。８個の可動板突起６６を備えることで、可動板突起を４個備える光偏向素子にくらべて、可動板突起の配設位置や可動板突起の形状や大きさなどを変えられる範囲が広くなるため、動たわみの軽減効果が大きい可動板突起の配設位置や可動板突起の形状を実現し易くすることができる。

（３）光偏向素子８０が備える可動板突起８６は、突起表面８６１ａ又は突起表面８６１ｂに対して傾いた突起側面８６３ａ及び突起側面８６４ａ、又は突起側面８６３ｂ及び突起側面８６４ｂを備えている。側面が傾いた面であることによって、例えば、突起表面８６１ａを単結晶シリコンの（１００）面で構成し、突起側面８６３ａと突起側面８６４ａと突起側面８６３ｂと突起側面８６４ｂとは、単結晶シリコンの（１１１）面で構成することができる。これにより、可動板突起の外面を容易に滑らかにすることができると共に、形状を正確に形成することができる。

（４）光偏向素子４０において、可動板４１と、弾性支持梁４３と、支持枠４４と、可動板突起４６との一方の面と、もう一方の面とは、それぞれ略同一の平面である。これにより、可動板４１と弾性支持梁４３、又は可動板４１と可動板突起４６の接続部分において、段差部分の隅の部分における応力集中に起因して、応力によるたわみが発生し、当該たわみによって可動板４１の動たわみが大きくなることを抑制することができる。

（５）４個の可動板突起４６は、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面の両側にそれぞれ２個が配設されており、それぞれ２個の可動板突起４６は、当該面に関して互いに対称な位置に立設されている。反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面に関して対称な位置に可動板突起４６を配設することによって、可動板４１における可動板突起４６による動たわみの抑制効果が及ぶ位置を当該平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板４１の形状を、当該平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

（６）４個の可動板突起４６は、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面の両側にそれぞれ２個が配設されている。それぞれ２個の可動板突起４６は、当該面に関して互いに対称な位置に立設されており、当該面に関して互いに対称な形状を有している。反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面に関して対称な位置に可動板突起４６を配設し、可動板突起４６は当該面に関して互いに対称な形状を有していることによって、可動板４１における可動板突起４６による動たわみの抑制効果が及ぶ状態を当該平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板４１の形状を、当該平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

（７）４個の可動板突起４６は、回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る面の両側にそれぞれ２個が配設されており、それぞれ２個の可動板突起４６は、当該面に関して互いに対称な位置に立設されている。回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る面に関して対称な位置に可動板突起４６を配設することによって、可動板４１における可動板突起４６による動たわみの抑制効果が及ぶ位置を当該平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板４１の形状を、当該平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

（８）４個の可動板突起４６は、回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る面の両側にそれぞれ２個が配設されている。それぞれ２個の可動板突起４６は、当該面に関して互いに対称な位置に立設されており、当該面に関して互いに対称な形状を有している。回動軸Ｘに垂直であって可動板４１の中心を通る面に関して対称な位置に可動板突起４６を配設し、可動板突起４６は当該面に関して互いに対称な形状を有していることによって、可動板４１における可動板突起４６による動たわみの抑制効果が及ぶ状態を当該平面に関して対称にして、動たわみを含めた可動板４１の形状を、当該平面に関して対称な形状で維持し易くすることができる。

（９）可動板４１と弾性支持梁４３と支持枠４４と可動板突起４６とは、例えばシリコン基板をエッチングして形成され、一体に形成されている。可動板４１と可動板突起４６とを一体に形成することで、可動板４１に可動板突起４６を組み込む工程をなくすることができる。また、組み込み工程における組み込み誤差を排除して、可動板４１に対する可動板突起４６の位置精度が損なわれることを抑制することができる。

（１０）可動板４１と弾性支持梁４３と支持枠４４と可動板突起４６とは、例えばシリコン基板をエッチングして形成され、一体に形成されている。可動板４１と弾性支持梁４３とをシリコン基板をエッチングすることで略同時に形成することができる。可動板４１と弾性支持梁４３とを一体に形成できることで、可動板４１と弾性支持梁４３との組み立て工程を不要にすることができるとともに、接合部分において強度低下などが生ずることを抑制することができる。

以上、添付図面を参照しながら好適な実施形態について説明したが、好適な実施形態は、前記実施形態に限らない。実施形態は、要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。

（変形例１）前記実施形態においては、可動板４１は、円形の平板形状であったが、可動板が円形であることは必須ではない。可動板の平板形状は、長円形状や、楕円形状や、多角形形状や、多角形の角部の一部又は全部が円弧となった形状などの形状、であってもよい。

（変形例２）前記実施形態においては、可動板４１は、円形の平板形状であって、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘを含む面、及び反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘの軸方向における可動板４１の中心位置を含む面に関して対称形状であったが、可動板がこれらの面に関して対称形状であることは必須ではない。可動板は、高速の往復回動の実施が可能であり、反射手段や、駆動源の構成部材などを配設可能であれば、上記２面のいずれか、又は両方に関して非対称の形状であってもよい。

（変形例３）前記実施形態においては、可動板突起４６、可動板突起６６、及び可動板突起８６は、４個又は８個の可動板突起４６、可動板突起６６、又は可動板突起８６が、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘなどの回動軸を含む面、及び反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘなどの回動軸の軸方向における可動板４１の中心位置を含む面に関して対称な位置に配設されていた。しかし、可動板突起がこれらの面に関して対称な位置に配設されていることは必須ではない。可動板突起の配設位置は、可動板の動たわみを抑制できる位置であれば、上記２面のいずれか、又は両方に関して非対称の位置であってもよい。可動板の動たわみを抑制するために適切な位置を、シミュレーションや実験などによって求めることが好ましい。

（変形例４）前記実施形態においては、可動板突起４６、可動板突起６６、及び可動板突起８６は、反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘなどの回動軸を含む面、及び反射鏡４２の面に垂直であって回動軸Ｘなどの回動軸の軸方向における可動板４１の中心位置を含む面に関して互いに対称な形状を有する４個又は８個の可動板突起４６、可動板突起６６、又は可動板突起８６が配設されていた。しかし、複数の可動板突起のそれぞれがこれらの面に関して互いに対称な形状を有することは必須ではない。可動板突起の形状は、可動板の動たわみを抑制できる形状であれば、上記２面のいずれか、又は両方に関して非対称の形状であってもよい。可動板の動たわみを抑制するために適切な形状を、シミュレーションや実験などによって求めることが好ましい。

（変形例５）前記実施形態においては、可動板突起６６や可動板突起８６の長さについては特に規定していない。しかし、可動板突起４６や可動板突起８６と同様の形状を有する可動板突起を備える光偏向素子に関するシミュレーション結果によれば、可動板突起の長さが可動板の回動軸の軸方向の長さより長くなると、動たわみを抑制する効果が得られ難いことが、発明者らによるシミュレーションによって確認されている。したがって、可動板突起の長さは、可動板の回動軸の軸方向の長さ以下であることが好ましい。

（変形例６）前記実施形態においては、光偏向素子４０及び光偏向素子８０はそれぞれ４個の可動板突起４６又は可動板突起８６を備え、光偏向素子６０は８個の可動板突起６６を備えていたが、光偏向素子が備える可動板突起は４個又は８個に限らない。可動板の動たわみを抑制するための適切な配設位置及び形状を設定できれば、光偏向素子が備える可動板突起の数は何個であってもよい。

（変形例７）前記実施形態においては、可動板突起４６、可動板突起６６、又は可動板突起８６と、可動板４１と、の一方の面はシリコン基板の一面であり、もう一方の面はシリコン基板のもう一方の一面であり、それぞれ略同一の平面であった。しかし、可動板突起の一面が可動板の一面と同一面であり、反対側の一面も可動板の反対側の一面と同一面であることは必須ではない。可動板突起の外形の面は、可動板の面と段差がある面であってもよいし、回動軸の軸方向において可動板の面に対して傾いた面であってもよい。

（変形例８）前記実施形態においては、可動板４１と、弾性支持梁４３との一方の面はシリコン基板の一面であり、もう一方の面はシリコン基板のもう一方の一面であり、それぞれ略同一の平面であった。しかし、弾性支持梁の表裏の面が可動板の表裏の面と同一平面であることは必須ではない。弾性支持梁の表裏の面の何れか一方又は両方が、可動板の表裏の面と同一平面ではない構成であってもよい。

（変形例９）前記実施形態においては、副走査偏向器３２は、ガルバノミラーにより構成されていたが、副走査偏向器３２のように使用される光偏向器にも、主走査偏向器３１のような光偏向素子を用いた光偏向器を採用できる。

（変形例１０）前記実施形態においては、支持枠４４は、略方形の板の内側に支持枠開口４５が形成された額縁状の形状を有していたが、支持枠４４などの支持枠が額縁状の形状であることは必須ではない。弾性支持梁を支持することができる充分な強度を実現できれば、支持枠の形状はどのような形状であってもよい。

１…投射型画像表示装置、２…光源ユニット、３…光走査ユニット、３１…主走査偏向器、３６…駆動装置、３７…磁石、３８…駆動コイル、４０…光偏向素子、４１…可動板、４１Ａ…可動板表面、４１Ｂ…可動板裏面、４２…反射鏡、４３…弾性支持梁、４４…支持枠、４６…可動板突起、５０…素子筐体、５１…封止蓋、５２…筐体本体、６０…光偏向素子、６６，６６ａ，６６ｂ…可動板突起、８０…光偏向素子、８６，８６ａ，８６ｂ…可動板突起、１０１…印刷装置、１０３…アクチュエーター、１２１…レーザー光源、２４１…可動板、２４２…反射鏡、４１０…可動板、４１１，４１２…可動板、８６１ａ，８６１ｂ…突起表面、８６２ａ，８６２ｂ…突起裏面、８６３ａ，８６３ｂ，８６４ａ，８６４ｂ…突起側面、Ｘ，Ｘ１，Ｘ２…回動軸。

Claims (19)

1. 光束が反射される反射面が形成された反射手段が固定されており板状の形状を有する可動板と、
   一端が前記可動板の端面に接続されており、前記可動板を前記反射面に平行な回動軸回りに回動可能に支持する弾性支持梁と、
   前記弾性支持梁の前記一端の反対側の一端が接続されており、前記弾性支持梁を支持する支持枠と、
   前記可動板の側面から前記反射面に平行な方向に突出し、前記回動軸に垂直な方向において前記可動板の先端より前記回動軸に近い範囲に配設された可動板突起と、を備えることを特徴とする光偏向素子。
2. 前記可動板は、前記回動軸を含み前記反射面に垂直な第一平面に関して対称な形状を有し、
   複数の前記可動板突起が、前記第一平面に関して対称な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１に記載の光偏向素子。
3. 前記第一平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれは、前記第一平面に関して互いに対称な形状を有することを特徴とする、請求項２に記載の光偏向素子。
4. 前記可動板は、前記回動軸に垂直な第二平面に関して対称な形状を有し、
   複数の前記可動板突起が、前記第二平面に関して対称な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光偏向素子。
5. 前記第二平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれは、前記第二平面に関して互いに対称な形状を有することを特徴とする、請求項４に記載の光偏向素子。
6. 前記回動軸の軸方向における前記可動板突起の長さは、前記回動軸の軸方向における前記可動板の長さ以下であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光偏向素子。
7. 前記可動板と前記可動板突起とは、一体に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光偏向素子。
8. 前記可動板、及び前記弾性支持梁は、単結晶シリコンで一体に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光偏向素子。
9. 前記可動板における前記反射手段が形成された表面と、前記可動板突起における前記表面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていると共に、前記可動板における前記表面の反対側の裏面と、前記可動板突起における前記裏面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光偏向素子。
10. 光束が反射される反射面が形成された反射手段が固定されており板状の形状を有する可動板と、一端が前記可動板の端面に接続されており、前記可動板を前記反射面に平行な回動軸回りに回動可能に支持する弾性支持梁と、前記弾性支持梁の前記一端の反対側の一端が接続されており、前記弾性支持梁を支持する支持枠と、を備える光偏向素子と、
    前記可動板を前記回動させる駆動源と、を備え、
    前記光偏向素子は、前記可動板の側面から前記反射面に平行な方向に突出し、前記回動軸に垂直な方向において前記可動板の先端より前記回動軸に近い範囲に配設された可動板突起をさらに備えることを特徴とする光偏向器。
11. 前記可動板は、前記回動軸を含み前記反射面に垂直な第一平面に関して対称な形状を有し、
    複数の前記可動板突起が、前記第一平面に関して対称な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１０に記載の光偏向器。
12. 前記第一平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれは、前記第一平面に関して互いに対称な形状を有することを特徴とする、請求項１１に記載の光偏向器。
13. 前記可動板は、前記回動軸に垂直な第二平面に関して対称な形状を有し、
    複数の前記可動板突起が、前記第二平面に関して対称な位置に配設されていることを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の光偏向器。
14. 前記第二平面に関して互いに対称な位置に配設されている前記可動板突起のそれぞれは、前記第二平面に関して互いに対称な形状を有することを特徴とする、請求項１３に記載の光偏向器。
15. 前記回動軸の軸方向における前記可動板突起の長さは、前記回動軸の軸方向における前記可動板の長さ以下であることを特徴とする、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の光偏向器。
16. 前記可動板と前記可動板突起とは、一体に形成されていることを特徴とする、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の光偏向器。
17. 前記可動板、及び前記弾性支持梁は、単結晶シリコンで一体に形成されていることを特徴とする、請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の光偏向器。
18. 前記可動板における前記反射手段が形成された表面と、前記可動板突起における前記表面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていると共に、前記可動板における前記表面の反対側の裏面と、前記可動板突起における前記裏面と同じ側の面と、が略同一平面上に形成されていることを特徴とする、請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の光偏向器。
19. 光源と、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光偏向素子を備える光偏向器、又は請求項１０乃至１８のいずれか一項に記載の光偏向器と、を備え、
    前記光源から射出された光束を、前記光偏向素子を備える光偏向器又は前記光偏向器によって偏向させることで画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

Images