JP2012123140A - アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図ることができるとともに、可動板を安定して、できる限り大きく回動させることができるアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を提供すること。
【解決手段】光スキャナー１は、光反射性を有する可動板２と、可動板２の外周側で可動板２を支持する支持部３と、可動板２と支持部３とを連結し、可動板２の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された連結部４〜７とを有している。各連結部４〜７は、それぞれ、可動板２と離間配置され、支持部３に対して回動可能な駆動部４１と、可動板２と駆動部４１とを連結する長尺状をなす第１の軸部４２とを備えている。第１の軸部４２は、その一端が可動板に連結される可動板側連結点４２４となり、他端が駆動部４１に連結される駆動部側連結点４２５となるものであり、可動板側連結点４２４が可動板２を介して駆動部側連結点４２５と反対側に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置に関する。

例えば、レーザープリンター等にて光走査により描画を行うための光スキャナーとして、捩り振動子で構成されアクチュエーターを用いたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特許文献１に記載のアクチュエーターは、枠状なす支持基板と、支持基板の内側に配置された平板状をなすミラー（反射鏡）と、支持基板とミラーとを連結する直線状の棒状をなすトーションバーとを有している。そして、トーションバーが捩じられることにより、その捩じりに連動してミラーが回動することができる。この回動するミラーにより、光走査することができる。また、このような従来のアクチュエーターでは、小型化を図りつつ、それに反してミラーの大きさが大きくなっていく傾向にある。
しかしながら、この特許文献１に記載のアクチュエーターでは、その平面視での大きさを一定とした場合、ミラーの面積（直径）が大きくなればなるほど、その分、トーションバーの長さが短くなり、結果、当該トーションバーが捩じれづらくなり、光を走査するのに十分な程度にミラーが回動することができないという問題があった。

特開２００５−１８１３９５号公報

本発明の目的は、小型化を図ることができるとともに、可動板を安定して、できる限り大きく回動させることができるアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエーターは、光反射性を有する可動板と、
前記可動板の外周側で該可動板を支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結し、前記可動板の平面視で該可動板の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された３つまたは４つの連結部とを有し、
前記各連結部は、それぞれ、前記可動板と離間配置され、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結する長尺状をなす軸部とを備え、
前記軸部は、その一端が前記可動板に連結される可動板側連結点となり、他端が前記駆動部に連結される駆動部側連結点となるものであり、前記可動板側連結点が前記可動板を介して前記駆動部側連結点と反対側に配置されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図ることができるとともに、可動板を安定して、できる限り大きく回動させることができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記軸部は、その長手方向の途中が屈曲または湾曲した屈曲点を少なくとも１つ有することが好ましい。
これにより、アクチュエーターの大きさを従来のものと同じ大きさとした場合でも、軸部の全長をできる限り長く確保することができ、よって、可動板が回動し易くなるとともに、その回動角度が大きくなる。

本発明のアクチュエーターでは、前記可動板は、その平面視での形状が円をなすものであり、
前記屈曲点には、前記円の円周の湾曲方向と同方向に屈曲したものがあることが好ましい。
これにより、アクチュエーターの大きさを従来のものと同じ大きさとした場合でも、軸部の全長をできる限り長く確保することができ、よって、可動板が回動し易くなるとともに、その回動角度が大きくなる。

本発明のアクチュエーターでは、前記軸部は、その長手方向の途中の前記屈曲点と異なる位置に、応力を緩和する機能を有する応力緩和部を備えることが好ましい。
これにより、応力を応力緩和部で確実に緩和することができ、よって、可動板の回動角度を十分に確保することができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記応力緩和部は、前記軸部の前記応力緩和部以外の部分よりも細くなっていることが好ましい。
これにより、応力を応力緩和部で確実に緩和することができ、よって、可動板の回動角度を十分に確保することができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記応力緩和部は、蛇行した形状をなす部分を有することが好ましい。
これにより、可動板が回動した際に、その回動角度の減少を防止することができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記応力緩和部は、前記可動板側連結点の直近に設けられていることが好ましい。
これにより、応力を応力緩和部で確実に緩和することができ、よって、可動板の回動角度を十分に確保することができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記屈曲点は、複数設けられており、
前記応力緩和部は、前記複数の屈曲点のうちの最も前記可動板側連結点側に位置する屈曲点よりもさらに前記可動板側連結点側に位置することが好ましい。
これにより、応力を応力緩和部で確実に緩和することができ、よって、可動板の回動角度を十分に確保することができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記可動板は、その平面視での形状が円をなすものであり、
前記可動板の平面視で前記可動板側連結点と前記駆動部側連結点とを結ぶ直線を想定したとき、該直線上に前記円の中心点が位置することが好ましい。
これにより、アクチュエーターの大きさを従来のものと同じ大きさとした場合でも、軸部の全長をできる限り長く確保することができ、よって、可動板をできる限り大きく回動させることができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記可動板は、その平面視での形状が円をなすものであり、
前記可動板の平面視で前記可動板側連結点と前記駆動部側連結点とを結ぶ直線を想定したとき、該直線から離間した位置に前記円の中心点が位置することが好ましい。
これにより、軸部の長手方向の途中に屈曲または湾曲した屈曲点が形成されている場合、その屈曲点の形成数を減らしたいときに有効な構成となる。

本発明のアクチュエーターでは、前記可動板を前記支持部に対して変位させる変位手段をさらに有し、
前記変位手段は、前記各連結部の前記駆動部にそれぞれ設けられた永久磁石と、該永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを備えることが好ましい。
これにより、変位手段の構成が簡単となる。また、変位手段により比較的大きな力を発生させることができ、可動板を確実に回動させることができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向に直交する方向の磁界を発生させるように設けられていることが好ましい。
これにより、簡単に磁界を発生させることができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記可動板の平面視で直交する２軸をＸ軸およびＹ軸を想定したとき、
前記可動板は、前記変位手段の作動した際、それによる力が前記各連結部を介して伝達されて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸回りに独立して回動することが好ましい。
これにより、可動板を安定して、できる限り大きく回動させることができる。

本発明のアクチュエーターでは、前記支持部は、前記可動部を囲むような枠状をなす壁部で構成されていることが好ましい。
これにより、可動板を安定して支持することができる。
本発明のアクチュエーターでは、前記壁部には、その一部が欠損した欠損部が前記連結部と同数形成されており、該各欠損部にそれぞれ前記駆動部が配置されていることが好ましい。
これにより、駆動部が配置される部分を支持部が担うことができ、よって、アクチュエーターの小型化に寄与する。

本発明の光スキャナーは、光反射性を有する可動板と、
前記可動板の外周側で該可動板を支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結し、前記可動板の平面視で該可動板の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された３つまたは４つの連結部とを有し、
前記各連結部は、それぞれ、前記可動板と離間配置され、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結する長尺状をなす軸部とを備え、
前記軸部は、その一端が前記可動板に連結される可動板側連結点となり、他端が前記駆動部に連結される駆動部側連結点となるものであり、前記可動板側連結点が前記可動板を介して前記駆動部側連結点と反対側に配置されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図ることができるとともに、可動板を安定して、できる限り大きく回動させることができる。

本発明の画像形成装置は、光を出射する光出射部と、
前記光出射部からの光を反射しつつ走査する光スキャナーとを備え、
前記光スキャナーは、光反射性を有し、前記光出射部からの光を反射する可動板と、
前記可動板の外周側で該可動板を支持する支持部と、
前記可動板と前記支持部とを連結し、前記可動板の平面視で該可動板の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された３つまたは４つの連結部とを有し、
前記各連結部は、それぞれ、前記可動板と離間配置され、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結する長尺状をなす軸部とを備え、
前記軸部は、その一端が前記可動板に連結される可動板側連結点となり、他端が前記駆動部に連結される駆動部側連結点となるものであり、前記可動板側連結点が前記可動板を介して前記駆動部側連結点と反対側に配置されていることを特徴とする。
これにより、小型化を図ることができるとともに、可動板を安定して、できる限り大きく回動させることができる。

本発明の光スキャナー（アクチュエーター）の第１実施形態を示す平面図である。 図１に示す光スキャナーが有する変位手段の構成例を示す断面図である。 図１に示す光スキャナーの駆動状態を示す斜視図である。 図３中の矢印Ａ方向から見た図である。 本発明の光スキャナー（アクチュエーター）の第２実施形態を示す平面図である。 本発明の光スキャナー（アクチュエーター）の第３実施形態を示す平面図である。 本発明の画像形成装置の概略を示す図である。 図７に示す画像形成装置を用いた描画の一例を示す図である。

以下、本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の光スキャナー（アクチュエーター）の第１実施形態を示す平面図、図２は、図１に示す光スキャナーが有する変位手段の構成例を示す断面図、図３は、図１に示す光スキャナーの駆動状態を示す斜視図、図４は、図３中の矢印Ａ方向から見た図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２、図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、光スキャナー（可動板）の平面視で直交する２軸をそれぞれ「Ｘ軸」、「Ｙ軸」と言い、さらにＸ軸およびＹ軸と直交する軸を「Ｚ軸」と言う。
図１、図２に示す光スキャナー１は、可動板２と、可動板２を支持する支持部３と、可動板２と支持部３とを連結する４つの連結部４、５、６、７とで構成された振動系１１と、振動系１１を支持する基台１２と、可動板２を支持部３に対して変位させる変位させる変位手段８とを有している。以下、光スキャナー１の各構成について説明する。

本実施形態では、振動系１１、すなわち、可動板２、支持部３および４つの連結部４、５、６、７は、ＳＯＩ基板の不要部位をドライエッチングおよびウェットエッチング等の各種エッチング法により除去することにより一体的に形成されている。
支持部３は、可動板２の外周側に配置され、可動板２を支持する機能を有する。図１に示すように、支持部３は、枠状、すなわち、平面視で正方形をなしており、当該可動板２の周囲を囲むように設けられた壁部で構成されている。可動板２がこのような形状をなすことにより、可動板２を安定して支持することができる。

また、前記正方形の各辺を構成する壁部３１、３２、３３、３４には、それぞれ、その長手方向の中央部が欠損した欠損部３５が形成されている。この欠損部３５の形成数は、連結部４、５、６、７と同数であり、各欠損部３５にそれぞれ連結部４、５、６、７が配される。
支持部３の内側には、可動板２が設けられている。可動板２は、平板状をなし、上面２１（基台１２と反対側の面）には、光反射性を有する光反射部２２が形成されている。光反射部２２は、例えば、上面２１上に金、銀、アルミニウム等の金属膜などを蒸着等により形成することにより得られる。

なお、可動板２の平面視形状は、本実施形態では円形であるが、これに限定されず、例えば、長方形、正方形等の多角形、楕円形等であってもよい。
そして、可動板２の外周部には、連結部４、５、６、７が配置されている。連結部４、５、６、７は、それぞれ、駆動部４１と、駆動部４１と可動板２とを連結する第１の軸部（軸部）４２と、駆動部４１と支持部３とを連結する一対の第２の軸部４３とを有している。このような連結部４、５、６、７については、後述する。

図１に示すように、変位手段８は、永久磁石８１１、コイル８１２および電源８１３を有する第１の変位手段８１と、永久磁石８２１、コイル８２２および電源８２３を有する第２の変位手段８２と、永久磁石８３１、コイル８３２および電源８３３を有する第３の変位手段８３と、永久磁石８４１、コイル８４２および電源８４３を有する第４の変位手段８４とを有している。

そして、第１の変位手段８１は、連結部４に対応して設けられており、第２の変位手段８２は、連結部５に対応して設けられており、第３の変位手段８３は、連結部６に対応して設けられており、第４の変位手段８４は、連結部７に対応して設けられている。
このような構成によれば、変位手段８の構成が簡単となる。また、変位手段８を電磁駆動とすることにより、比較的大きな力を発生させることができ、可動板２を確実に回動させることができる。また、各連結部４、５、６、７にそれぞれ１つの変位手段が設けられているため、各連結部４、５、６、７を独立して変形させることができる。これにより、可動板２は、回動中心軸Ｘ１回り、回動中心軸Ｙ１軸回りにそれぞれ独立して回動することができる。

以下、第１の変位手段８１、第２の変位手段８２、第３の変位手段８３および第４の変位手段８４について説明するが、これらはそれぞれ同様の構成であるため、以下では、第１の変位手段８１について代表して説明する。
図２に示すように、永久磁石８１１は、棒状をなしており、その長手方向に磁化している。すなわち、永久磁石８１１は、その長手方向の一端側（図中の下側）がＳ極となっており、他端側（図中の上側）がＮ極となっている。このような永久磁石８１１は、駆動部４１に形成された貫通孔４１１に挿通されており、その長手方向のほぼ中央部で駆動部４１に固定されている。そして、永久磁石８１１が、駆動部４１の上下に同じ長さだけ突出し、かつ駆動部４１を介して、すなわち、可動板２の厚さ方向にＳ極とＮ極が対向する。また、永久磁石８１１は、その長手方向が駆動部４１の面方向に直交するように設けられている。また、永久磁石８１１は、その中心軸が第１の軸部４２と交わるように設けられている。永久磁石８１１がこのような設置条件で設置されていることにより、可動板２を安定して変位させることができる。

なお、永久磁石８１１としては、特に限定されず、例えば、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。
また、永久磁石８１１は、本実施形態では棒状をなしているが、これに限定されず、例えば、板状をなしていてもよい。

コイル８１２は、永久磁石８１１に作用する磁界を発生する。このようなコイル８１２は、振動系１１の外側近傍に、Ｘ軸方向にて永久磁石８１１と対向するように配置されている。また、コイル８１２は、Ｘ軸方向（可動板２の厚さ方向に直交する方向）の磁界を発生させることができるように、すなわち、コイル８１２の永久磁石８１１側がＮ極となりその反対側がＳ極となる状態と、コイル８１２の永久磁石８１１側がＳ極となりその反対側がＮ極となる状態とを発生させることができるように設けられている。

本実施形態の光スキャナー１は、振動系１１の外側に基台１２と固定的に設けられたコイル固定部８５を有しており、このコイル固定部８５が有するＸ軸方向に延在する突出部８５１にコイル８１２が巻き付けられている。このような構成とすることにより、コイル８１２を振動系１１に対して固定でき、かつ、簡単に前述のような磁界を発生させることができる。また、突出部８５１を鉄などの軟磁性体で構成することにより、突出部８５１をコイル８１２の磁心として用いることができ、前述のような磁界をより効率的に発生させることもできる。

電源８１３は、コイル８１２に電気的に接続されている。そして、電源８１３からコイル８１２に所望の電圧を印加することにより、コイル８１２から前述したような磁界を発生させることができる。本実施形態では、電源８１３は、交番電圧および直流電圧を選択して印加できるようになっている。また、交番電圧を印加する際には、その強さ、周波数を変更できるようになっており、さらにオフセット電圧（直流電圧）を重畳させることもできるようになっている。

図２に示すように、基台１２は、平板状をなす部材である。この基台１２は、支持部３の下面と接合されている。この接合方法としては、特に限定されず、例えば、接着剤を用いて接合してもよく、陽極接合等の各種接合方法を用いてもよい。なお、基台１２は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されているのが好ましい。
さて、前述したように、可動板２の外周部には、連結部４、５、６、７が設けられている。連結部４、５、６、７は、可動板２の外周部の周方向に沿って等間隔に、すなわち、円形の可動板２の中心点２６回りに等角度間隔に配置されている。換言すれば、４つの連結部４、５、６、７のうち、連結部４、６は、可動板２の中心点２６に関し点対称的に配置されており、連結部５、７は、可動板２の中心点２６に関し点対称的に配置されている。連結部４、５、６、７は、それぞれ、同様の構成であるため、以下連結部４について、代表的に説明する。

図１に示すように、駆動部４１は、可動板２と離間しており、支持部３の４つの欠損部３５のうちの図中の左側に位置する欠損部３５内に配置されている。これにより、駆動部４１が配置される部分を支持部３が担うことができ、よって、光スキャナー１の小型化に寄与する。
この駆動部４１は、同軸上に配置された棒状をなす２本の第２の軸部４３の間に位置している。各第２の軸部４３は、それぞれ、その一端が支持部３に連結されており、他端が駆動部４１に連結されている。これにより、駆動部４１が支持部３に対して第２の軸部４３回りに回動することができる（図４参照）。

図１〜図３に示すように、第１の軸部４２は、可動板２と駆動部４１とを連結する長尺状をなすものであり、その一端が可動板２に連結される可動板側連結点４２４となり、他端が駆動部に連結される駆動部側連結点４２５となっている。そして、第１の軸部４２は、鉤状に屈曲している、すなわち、第１の軸部４２には、その長手方向の途中が屈曲した４つの屈曲点４２６、４２７、４２８、４２９が根本側（駆動部４１側）から順に形成されている。屈曲点４２６は、図１中の時計回りに屈曲した部分であり、屈曲点４２７〜４２９は、それぞれ、図１中の反時計回り（可動板２の外周側で当該外周（円の円周）の湾曲方向と同方向に）に屈曲した部分である。

このような屈曲点４２６〜４２９が形成されていることにより、可動板側連結点４２４は、可動板２を介して駆動部側連結点４２５と反対側に配置されることとなる。さらに、図１に示すように、本実施形態では、平面視で、可動板側連結点４２４と駆動部側連結点４２５とを結ぶ直線Ｌを想定したとき、可動板２（円）の中心点２６が直線上に位置している。このような構成により、光スキャナー１の大きさを従来のものと同じ大きさとした場合でも、第１の軸部４２の全長をできる限り長く確保することができ、よって、第１の軸部４２が傾斜した（変位した）際に、可動板２をできる限り大きく回動させる、すなわち、光を走査するのに十分な程度に可動板２を回動させることができる（図３、図４参照）。

また、第１の軸部４２には、応力緩和部４２１と、応力緩和部４２１と可動板２とを連結する可動板側軸部４２２とが設けられている。この応力緩和部４２１は、第１の軸部４２の長手方向の途中の屈曲点４２６〜４２９と異なる位置、すなわち、可動板側連結点４２４と、可動板側連結点４２４に最も近い屈曲点４２９との間に設けられている。そして、応力緩和部４２１と可動板側軸部４２２は、第１の軸部４２の応力緩和部４２１以外の部分よりも細くなっている。

図４に示すように、可動板２がＹ１軸回転する際には、連結部５側および連結部７側の各可動板軸部４２２が応力緩和部４２１のＹ１軸回りの捩じり変形を吸収し、当該応力緩和部４２１に捩じり変形が生じるのを防止することができる。これにより、可動板２ができる限り大きく回動することができる。
また、応力緩和部４２１は、第１の軸部４２が屈曲変形する際の節となる機能を有している。さらに、可動板２がＹ１軸回転する際、図１に示す平面視で、応力緩和部４２１は、鉤状の第１の軸部４２に引っ張られることによって生じる、可動板２を平面上で時計回りに回転させようとする力を吸収して、可動板２がその方向に回転するのを防止する機能も有する。

また、光スキャナー１では、小型化を図りつつ、可動板２（光反射部２２）の大きさ（半径）が大きいのが好ましい。「光スキャナー１の小型化」と「可動板２の大型化」とは相反しているものである。
ところで、可動板２の大きさが大きくなると、可動板２の中心点２６から応力緩和部４２１の中心点までの距離ｋ１も大きくなる。従来の光スキャナー（アクチュエーター）では、可動板２の回動角度は、距離ｋ１が大になると、それに反比例して（反して）小さくなってしまう。これは、距離ｋ１が大になると、その分だけ、第２の軸部４３から応力緩和部４２１の中心点までの距離ｋ２が小となることが起因している。しかしながら、本発明の光スキャナー１では、距離ｋ１が大になると、それに比例して距離ｋ２も大きくなるため、可動板２の回動角度が小さくなるという不具合を防止することができる。

また、省電力で可動板２の回動角度をできる限り大きくすることもできる。
応力緩和部４２１の形状は、特に限定されないが、例えば、蛇行した形状であるのが好ましい。仮に応力緩和部４２１の形状が直線状である場合には、第１の軸部４２が捩じれた際に可動板２の回動角度が減少する傾向がある。しかしながら、応力緩和部４２１の形状が蛇行した形状であることにより、前記可動板２の回動角度の減少を防止することができる。

次いで、光スキャナー１の作動について説明する。
上述のような構成の光スキャナー１では、可動板２を回動させるパターンと、可動板２を振動させるパターンと、可動板２を所定位置で静止させるパターンとを選択することができるようになっている。このように、光スキャナー１は、種々のパターンで駆動することができる。ここでは、代表的に、可動板２を回動させるパターンのうち可動板２の回動中心軸Ｙ１回りの回動について、図３、図４を参照しつつ説明する。

まず、第１の変位手段８１のコイル８１２の永久磁石８１１側がＮ極、第３の変位手段８３のコイル８３２の永久磁石８３１側がＳ極となる第１の状態と、コイル８１２の永久磁石８１１側がＳ極、コイル８３２の永久磁石８３１側がＮ極となる第２の状態とが交互にかつ周期的に切り替わるように、電源８１３、８３３からコイル８１２、８３２に交番電圧を印加する。電源８１３、８３３からコイル８１２、８３２に印加される交番電圧は、互いに同じ波形（強さおよび周波数が同じ）であるのが好ましい。

図３、図４に示す第１の状態では、永久磁石８１１のＳ極がコイル８１２に引き付けられるとともにＮ極がコイル８１２から遠ざかるため、連結部４では、一対の第２の軸部４３が捩じり変形しつつ、駆動部４１がその上面を可動板２側に向けるように第２の軸部４３回りに傾斜する。これとともに、永久磁石８３１のＮ極がコイル８３２に引き付けられるとともにＳ極がコイル８３２から遠ざかるため、連結部６では、一対の第２の軸部４３が捩じり変形しつつ、駆動部４１がその下面を可動板２側に向けるように第２の軸部４３回りに傾斜する。すなわち、連結部４、６の各駆動部４１がそれぞれ図４中時計回りに傾斜する。

連結部４の駆動部４１が図４中時計回りに傾斜すると、それに伴って、連結部４の第１の軸部４２は、下方に向かって傾斜する。また、連結部６の駆動部４１が図４中時計回りに傾斜すると、それに伴って、連結部６の第１の軸部４２は、上方に向かって傾斜する。このように各第１の軸部４２が変位することにより、当該第１の軸部４２を介して、第１の変位手段８１、第３の変位手段８３による力を可動板２まで確実に伝達することができる。これにより、前述したように、可動板２を安定して、できる限り大きく回動中心軸Ｙ１回りの時計回りに回動させることができる。

一方、第２の状態では、前述した第１の状態と反対の動作がなされる。これにより、前述したように、可動板２を安定して、できる限り大きく回動中心軸Ｙ１回りの反時計回りに回動させることができる。
このような第１の状態と、第２の状態とを交互にかつ周期的に切り替えることによって、可動板２を回動中心軸Ｙ１回りに回動させることができる。

なお、可動板２の回動中心軸Ｘ１回りの回動についても、可動板２の回動中心軸Ｙ１回りの回動とほぼ同様に行なわれる。また、可動板２の回動中心軸Ｘ１回りの回動と可動板２の回動中心軸Ｙ１回りの回動とを組み合わせることもできる。
コイル８１２、８３２に印加する交番電圧の周波数としては、特に限定されず、可動板２および連結部４、５、６、７で構成される振動系の共振周波数と等しくても異なっていてもよいが、前記共振周波数と異なっているのが好ましい。すなわち、光スキャナー１を非共振で駆動するのが好ましい。これにより、光スキャナー１のより安定した駆動が可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合の第２実施形態について説明する。
図５は、本発明の光スキャナー（アクチュエーター）の第２実施形態を示す平面図である。

以下、この図を参照して本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置の第２実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、可動板側連結点および駆動部側連結点と可動板の中心点との位置関係が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図５に示す本実施形態の光スキャナー１では、支持部３の各欠損部３５は、それぞれ、壁部３１〜３４の長手方向の中心部からズレた位置に形成されている。そして、このように形成された各欠損部３５に、それぞれ、連結部４〜７の各駆動部４１が配されている。これにより、連結部４（連結部５〜７についても同様）の可動板側連結点４２４と駆動部側連結点４２５とを結ぶ直線Ｌから離間した位置に、可動板２の中心点２６が位置する。
このような構成は、例えば、連結部４〜７の屈曲点を減らしたい場合に有効な構成となる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のアクチュエーターを光スキャナーに適用した場合の第３実施形態について説明する。
図６は、本発明の光スキャナー（アクチュエーター）の第３実施形態を示す平面図である。

以下、この図を参照して本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置の第３実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項はその説明を省略する。
本実施形態は、変位手段のコイルの配置位置が異なること以外は前記第１実施形態と同様である。

図６に示す本実施形態の光スキャナー１は、連結部４の駆動部４１を介して上下方向（（紙面の奥行き方向）に対向配置された一対のコイル８１２と、連結部５の駆動部４１を介して上下方向に対向配置された一対のコイル８２２と、連結部６の駆動部４１を介して上下方向に対向配置された一対のコイル８３２と、連結部７の駆動部４１を介して上下方向に対向配置された一対のコイル８４２とを有している。このようなコイル８１２〜８４２は、それぞれ、Ｚ軸方向の磁界を発生させることができる。
このような構成の光スキャナー１でも、各駆動部４１をそれぞれ独立して駆動させることができ、よって、可動板２をできる限り大きく回動させることができる。

以上説明したような光スキャナー１は、例えば、プロジェクター、レーザープリンター、イメージング用ディスプレイ、バーコードリーダー、走査型共焦点顕微鏡などの画像形成装置に好適に適用することができる。その結果、優れた描画特性を有する画像形成装置を提供することができる。
具体的に、図７に示すようなプロジェクター２００について説明する。なお、説明の便宜上、スクリーンＳの長手方向を「横方向」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向」という。

プロジェクター２００は、レーザーなどの光を照出する（出射する）光出射部としての光源装置２１０と、３つのダイクロイックミラー２２０、２２０、２２０と、光スキャナー１とを有している。プロジェクター２００では、光源装置２１０からの光を光スキャナー１で反射しつつ走査することができる。
光源装置２１０は、赤色光を照出する赤色光源装置２１１と、青色光を照出する青色光源装置２１２と、緑色光を照出する緑色光源装置２１３とを備えている。各ダイクロイックミラー２２０は、それぞれ、赤色光源装置２１１、青色光源装置２１２、緑色光源装置２１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。

このようなプロジェクター２００は、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて、光源装置２１０（赤色光源装置２１１、青色光源装置２１２、緑色光源装置２１３）から照出された光をダイクロイックミラー２２０で合成し、この合成された光が光スキャナー１によって２次元走査され、スクリーンＳ上でカラー画像を形成するように構成されている。

２次元走査の際、光スキャナー１の可動板２の、回動中心軸Ｙ１まわりの回動により光反射部２２で反射した光がスクリーンＳの横方向に走査（主走査）される。一方、光スキャナー１の可動板２の、回動中心軸Ｘ１まわりの回動により光反射部２２で反射した光がスクリーンＳの縦方向に走査（副走査）される。
光スキャナー１による光の走査は、前述のようなラスタースキャンによって行ってもよいし、ベクタースキャンによって行ってもよい。特に、光スキャナー１は、その構成上、ベクタースキャンに適しているため、ベクタースキャンによって光を走査するのが好ましい。

ベクタースキャンとは、光源装置２１０から出射した光をスクリーンＳ対し、当該スクリーンＳ上の異なる２点を結ぶ線分を順次形成するように走査する手法である。すなわち、微少な直線を集合させることにより、スクリーンＳに所望の画像を形成する手法である。光スキャナー１では、前述したように、可動板２を不規則に連続的に変位させることができるため、このようなベクタースキャンに特に適している。

具体的に説明すれば、図８に示すような文字の集合をベクタースキャンにて描画する場合には、光源装置２１０から出射した光をそれぞれの文字を書くように光を走査する。この際、光スキャナー１が有する可動板２の回動中心軸Ｘ１まわりの姿勢（回動）と回動中心軸Ｙ１まわりの姿勢（回動）とをそれぞれ制御することにより、不規則に光を走査することができ、図８に示すような文字を一筆書きのごとき描画することができる。このようなベクタースキャンによれば、ラスタースキャンのように、スクリーンＳの全面に光を走査させなくてよいため、効率的に画像を描画することができる。

なお、図７中では、ダイクロイックミラー２２０で合成された光を光スキャナー１によって２次元的に走査した後、その光を固定ミラー２５０で反射させてからスクリーンＳに画像を形成するように構成されているが、固定ミラー２５０を省略し、光スキャナー１によって２次元的に走査された光を直接スクリーンＳに照射してもよい。
以上、本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、アクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本発明のアクチュエーター、光スキャナーおよび画像形成装置は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
また、可動板と支持部とを連結する連結部の設置数は、前記各実施形態では４つであったが、これに限定されず、３つであってもよい。
また、第１の軸部は、前記各実施形態では４つの屈曲点を有しているが、これに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つまたは５つ以上の屈曲点を有していてもよい。

また、各屈曲点は、それぞれ、前記各実施形態では第１の軸部４２の長手方向の途中が屈曲して形成された部分であるが、これに限定されず、第１の軸部４２の長手方向の途中が湾曲して形成された部分であってもよい。さらに、これらの屈曲点には、屈曲して形成された部分と、湾曲して形成された部分とがそれぞれ存在していてもよい。
また、第１の軸部は、応力緩和部が省略されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、変位手段の構成として永久磁石と電磁コイルとを用いた電磁駆動を採用した構成について説明したが、可動板を前述のように変位させることができれば、これに限定されず、例えば、変位手段として、静電駆動、圧電駆動を採用してもよい。

１……光スキャナー １１……振動系 １２……基台 ２……可動板 ２１……上面 ２２……光反射部 ２６……中心点 ３……支持部 ３１、３２、３３、３４……壁部 ３５……欠損部 ４、５、６、７……連結部 ４１……駆動部 ４１１……貫通孔 ４２……第１の軸部 ４２１……応力緩和部 ４２２……可動板側軸部 ４２４……可動板側連結点 ４２５……駆動部側連結点 ４２６、４２７、４２８、４２９……屈曲点 ４３……第２の軸部 ８……変位手段 ８１……第１の変位手段 ８２……第２の変位手段 ８３……第３の変位手段 ８４……第４の変位手段 ８１１、８２１、８３１、８４１……永久磁石 ８１２、８２２、８３２、８４２……コイル ８１３、８２３、８３３、８４３……電源 ８５……コイル固定部 ８５１……突出部 ２００……プロジェクター ２１０……光源装置 ２１１……赤色光源装置 ２１２……青色光源装置 ２１３……緑色光源装置 ２２０……ダイクロイックミラー ２５０……固定ミラー ｋ１、ｋ２……距離 Ｌ……直線 Ｓ……スクリーン Ｘ１、Ｙ１……回動中心軸

Claims (17)

1. 光反射性を有する可動板と、
   前記可動板の外周側で該可動板を支持する支持部と、
   前記可動板と前記支持部とを連結し、前記可動板の平面視で該可動板の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された３つまたは４つの連結部とを有し、
   前記各連結部は、それぞれ、前記可動板と離間配置され、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結する長尺状をなす軸部とを備え、
   前記軸部は、その一端が前記可動板に連結される可動板側連結点となり、他端が前記駆動部に連結される駆動部側連結点となるものであり、前記可動板側連結点が前記可動板を介して前記駆動部側連結点と反対側に配置されていることを特徴とするアクチュエーター。
2. 前記軸部は、その長手方向の途中が屈曲または湾曲した屈曲点を少なくとも１つ有する請求項１に記載のアクチュエーター。
3. 前記可動板は、その平面視での形状が円をなすものであり、
   前記屈曲点には、前記円の円周の湾曲方向と同方向に屈曲したものがある請求項２に記載のアクチュエーター。
4. 前記軸部は、その長手方向の途中の前記屈曲点と異なる位置に、応力を緩和する機能を有する応力緩和部を備える請求項２または３に記載のアクチュエーター。
5. 前記応力緩和部は、前記軸部の前記応力緩和部以外の部分よりも細くなっている請求項４に記載のアクチュエーター。
6. 前記応力緩和部は、蛇行した形状をなす部分を有する請求項４または５に記載のアクチュエーター。
7. 前記応力緩和部は、前記可動板側連結点の直近に設けられている請求項４ないし６のいずれかに記載のアクチュエーター。
8. 前記屈曲点は、複数設けられており、
   前記応力緩和部は、前記複数の屈曲点のうちの最も前記可動板側連結点側に位置する屈曲点よりもさらに前記可動板側連結点側に位置する請求項４ないし７のいずれかに記載のアクチュエーター。
9. 前記可動板は、その平面視での形状が円をなすものであり、
   前記可動板の平面視で前記可動板側連結点と前記駆動部側連結点とを結ぶ直線を想定したとき、該直線上に前記円の中心点が位置する請求項１ないし８のいずれかに記載のアクチュエーター。
10. 前記可動板は、その平面視での形状が円をなすものであり、
    前記可動板の平面視で前記可動板側連結点と前記駆動部側連結点とを結ぶ直線を想定したとき、該直線から離間した位置に前記円の中心点が位置する請求項１ないし８のいずれかに記載のアクチュエーター。
11. 前記可動板を前記支持部に対して変位させる変位手段をさらに有し、
    前記変位手段は、前記各連結部の前記駆動部にそれぞれ設けられた永久磁石と、該永久磁石に作用する磁界を発生するコイルとを備える請求項１ないし１０のいずれかに記載のアクチュエーター。
12. 前記永久磁石は、前記可動板の厚さ方向に両極が対向するように設けられており、前記コイルは、前記可動板の厚さ方向に直交する方向の磁界を発生させるように設けられている請求項１１に記載のアクチュエーター。
13. 前記可動板の平面視で直交する２軸をＸ軸およびＹ軸を想定したとき、
    前記可動板は、前記変位手段の作動した際、それによる力が前記各連結部を介して伝達されて、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸のそれぞれの軸回りに独立して回動する請求項１１または１２に記載のアクチュエーター。
14. 前記支持部は、前記可動部を囲むような枠状をなす壁部で構成されている請求項１ないし１３のいずれかに記載のアクチュエーター。
15. 前記壁部には、その一部が欠損した欠損部が前記連結部と同数形成されており、該各欠損部にそれぞれ前記駆動部が配置されている請求項１４に記載のアクチュエーター。
16. 光反射性を有する可動板と、
    前記可動板の外周側で該可動板を支持する支持部と、
    前記可動板と前記支持部とを連結し、前記可動板の平面視で該可動板の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された３つまたは４つの連結部とを有し、
    前記各連結部は、それぞれ、前記可動板と離間配置され、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結する長尺状をなす軸部とを備え、
    前記軸部は、その一端が前記可動板に連結される可動板側連結点となり、他端が前記駆動部に連結される駆動部側連結点となるものであり、前記可動板側連結点が前記可動板を介して前記駆動部側連結点と反対側に配置されていることを特徴とする光スキャナー。
17. 光を出射する光出射部と、
    前記光出射部からの光を反射しつつ走査する光スキャナーとを備え、
    前記光スキャナーは、光反射性を有し、前記光出射部からの光を反射する可動板と、
    前記可動板の外周側で該可動板を支持する支持部と、
    前記可動板と前記支持部とを連結し、前記可動板の平面視で該可動板の外周部にその周方向に沿って等間隔に配置された３つまたは４つの連結部とを有し、
    前記各連結部は、それぞれ、前記可動板と離間配置され、前記支持部に対して回動可能な駆動部と、前記可動板と前記駆動部とを連結する長尺状をなす軸部とを備え、
    前記軸部は、その一端が前記可動板に連結される可動板側連結点となり、他端が前記駆動部に連結される駆動部側連結点となるものであり、前記可動板側連結点が前記可動板を介して前記駆動部側連結点と反対側に配置されていることを特徴とする画像形成装置。

Images