JP4363916B2

JP4363916B2 - 光偏向装置の駆動方法、光偏向装置、光偏向アレー、画像形成装置および画像投影表示装置

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Publication number: JP4363916B2
Application number: JP2003183969A
Authority: JP
Inventors: 健南條; 静一加藤; 剛一大高
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: US20060171015A1; US20040263945A1; US7050217B2; US7391551B2; JP2005017799A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入射光に対する出射光の方向を変える光偏向装置の駆動方法に関し、例えば電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置、投影プロジェクターやデジタルシアターシステム等の投影型画像映像表示装置に好適な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
静電力を利用した光スイッチデバイスとしては、片持ち梁を静電力で撓ませて光の反射方向を変えてスイッチするデバイス及びそれを用いた光偏向システムが、Ｋ．Ｅ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎにより１９７７年に発表されている（非特許文献１、特許文献１、２を参照）。またＤ．Ｍ．Ｂｌｏｏｍらが、回折格子を静電力で駆動して光スイッチする素子を発表している（非特許文献２を参照）。
【０００３】
さらに、光偏向システムを用いた画像装置としては、チボーらが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を一次元または二次元に配置したものを提案している（特許文献３を参照）。
【０００４】
さらに、上記デジタルマイクロミラーデバイスの素子構造として、Ｌ．Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋが、ねじり梁型やカンチレバー梁型のデジタルマイクロミラーデバイスを発表している（非特許文献３を参照）。Ｌ．Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋが発表したねじり梁型やカンチレバー型のデジタルマイクロミラーデバイスは、本発明と同様、ミラー部は傾斜されて用いられるが、本発明の光偏向装置と異なり、ミラー部は少なくとも一箇所以上の固定端を有している構造となっている。
【０００５】
また、ゲルバートにより、両端固定型の梁を円筒状に撓み変形させて、高速に光偏向を行う素子が提案されている（特許文献４を参照）。
【０００６】
光スイッチデバイスの応用として現在製品化されている従来技術としては、Ｌ．Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋらが紹介している、ねじり梁型の光スイッチデバイスを複数２次元に配置し、各画素の画像情報に対応した光信号を必要に応じて投影レンズに導き画像を表示させている投影型の画像表示装置がある（非特許文献４を参照）。非特許文献４では、１個の光源を用い、該光源より発せられた光源光は回転するカラーホィールを通過してＲ、Ｇ、Ｂの３色光に順次変換され、その後１個のチップ（アレー化した光スイッチデバイス）に入射し必要に応じて反射されることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の画像情報に対応した光信号が順次投影レンズに導かれ画像を表示させている。上記システムを用いることにより１個の光源、１個のチップで画像を表示できるので、投影型の画像表示装置を比較的安価にできる。また、上記光スイッチデバイスを用いた投影型の画像表示装置の投影に至るまでの別システムが紹介されている（非特許文献５を参照）。非特許文献５では、１個の光源を用い、該光源より発せられた光源光をＴＩＲ（ＴｏｔａｌＩｎｔｅｒｎａｌＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）ＰＲＩＳＭを通過させ、その後、色分離及び色合成の役割を果たすＣＯＬＯＲＰＲＩＳＭを通過させて色分離させ、３個のチップに各色光を入射させる。そして必要に応じて目的方向に反射させ、再度上記ＣＯＬＯＲＰＲＩＳＭを通過させて色合成させ、投影レンズに導き画像を表示させている。上記システムを用いることにより、安価では無いが、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色を同時に表示できるので、１フレームにおける各色の表示時間を最大とすることができ、高輝度な投影型の画像表示装置を提供することができる。なお、上記Ｌ．Ｊ．Ｈｏｒｎｂｅｃｋらの投影型の画像表示装置のシステムをまとめて紹介している和文の文献もある（非特許文献６を参照）。
【０００７】
また、Ｄ．Ｍ．Ｂｌｏｏｍらが発表した、回折格子を静電力で駆動する光スイッチを用いた投影型の画像表示装置の従来技術として、レーザー光源と、該光スイッチを一次元に配列した空間変調器とを有し、色合成した縦または横一列分の画像成分を含む光束をスキャンミラーによる走査によってスクリーン上に画像として投影する投影型の画像表示装置がある（特許文献５を参照）。投影型の画像表示装置は光スイッチの機能上、レーザー光源を用いる必要があり、高価となる。
【０００８】
【非特許文献１】
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３１，Ｎｏ．８，ｐｐ５２１〜ｐｐ５２３
【非特許文献２】
ＯｐｔｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．９，ｐｐ６８８〜ｐｐ６９０
【非特許文献３】
Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥＶｏｌ．１１５０，ｐｐ．８６−１０２（１９８９）
【非特許文献４】
ＡＭＥＭＳ−ＢａｓｅｄＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ」ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳＯＦＴＨＥＩＥＥＥ．ＶＯＬ．８６，ＮＯ．８，ＡＵＧＵＳＴ１９９８，ｐａｇｅ１６８７−１７０４
【非特許文献５】
ＵｓｉｎｇＺＥＭＡＸＩｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄｕｓｅｒ−ｄｅｆｉｎｅｄｓｕｒｆａｃｅｓｆｏｒｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｌｅｎｓｄｅｓｉｇｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴＭｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ」ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ２０００，ｐａｇｅ１８０２−１８０７
【非特許文献６】
「デジタル・マイクロミラー・デバイス」応用物理第６８巻第３号（１９９９）２８５−２８９頁
【特許文献１】
特許第２９４１９５２号公報
【特許文献２】
特許第３０１６８７１号公報
【特許文献３】
特開平６−１３８４０３号公報
【特許文献４】
特開２０００−２８４２号公報
【特許文献５】
特開２００２−１３１８３８号公報
【特許文献６】
特開平７−２１４７７５号公報
【特許文献７】
特開平７−２１４７７６号公報
【特許文献８】
特開平７−２１４７８０号公報
【特許文献９】
特開平９−１３６４１３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した片持ち梁を利用した光スイッチやカンチレバー梁型のデジタルマイクロミラーデバイスは、梁の安定性の確保が難しく、かつ応答速度も速くできない欠点があり、また、ねじり梁型のデジタルマイクロミラーデバイスは、ヒンジ部（ねじり梁）の機械的強度が長期使用時に劣化する欠点がある。また、特許文献１、２に示される光スイッチ素子は、入射光の波長が制限されるという欠点があり、特許文献４に開示されている素子、すなわち平行な空隙を電極間に有しその静電引力により両端固定梁を円筒状に撓ませる素子は、高速に変形することが可能で応答速度を速くできる利点があるが、両端が固定されているため、駆動電圧が片持ち梁型やカンチレバー梁型やねじり梁型のデバイスに比べ、低くできない欠点がある。
【００１０】
上記した従来技術の光スイッチは、図１１に示すように、（ａ）捻り梁型、（ｂ）カンチレバー型、（ｃ）両端固定梁型のいずれかのタイプである。これら従来の光スイッチは２〜３個の電極を具備し、平面で対向する電極間に異なる電位を印加して静電引力を作用させ、ミラー面を変位させ光偏向動作を行うデバイスである。それに対し、本発明の光偏向装置は複数の電極（代表的には４個の電極）が同一平面上に形成され、それと対向して電気的に浮いている導電体層を有する板状部材が構成されており、隣接する電極間に異なる電位を印加することにより、電気的に浮いている板状部材が任意の電位となり、該板状部材に静電引力が作用し、ミラー面を有する板状部材が支点部材を中心に傾斜変位し光偏向動作を行うデバイスである。
【００１１】
上記した本発明の光偏向装置を含めた静電力により駆動するデバイス（以下、静電デバイス）に共通する課題として、高い駆動電圧に起因して電極間の絶縁膜に蓄積する電荷の問題がある。電荷蓄積の課題とは、対向する電極間が短絡しないように形成された絶縁膜が数ＭＶ／ｃｍの電界で電極界面近傍の局在準位に電荷を蓄積し、見掛け上電位を持つように振舞う現象である。それに起因して電極間の静電引力が低下し、変位が減少する不具合や、蓄積された電荷が残留し、電極間に電位を与えていないのに変位が発生する不具合が起こる。これが例えば光偏向装置の誤動作となる。
【００１２】
上記課題に対し、平面で対向する２個の電極から構成される静電デバイスにおける電荷蓄積を改善する手法がある（例えば特許文献６〜９を参照）。特許文献６〜９に記載の静電駆動型の印刷装置は、共通電極である振動板を接地し、インクの吐出タイミングに合わせて個別電極に交互に極性を変えて電位を印加し、印刷装置立ち上げ時に個別電極に逆極性の電位を印加し、絶縁膜に蓄積された電荷を除去する。
【００１３】
しかし、本発明の光偏向装置のように、同一平面上に複数の電極が形成され、各電極に印加される電位の、電位差に基づく電界から生じる静電引力により、電気的に浮いている板状部材が変位する構成に対しては、上記した電荷蓄積を抑制する駆動方法を適用することができない。
【００１４】
本発明の目的は、ミラーの偏向角の制御が容易かつ安定で、応答速度が速く、長期的な劣化が少なく、より低電圧で駆動でき、反射光のＯＮ／ＯＦＦ比（画像機器におけるＳ／Ｎ比、映像機器におけるコントラスト比）を向上でき、低コストで微細化と集積化が可能で、１軸方向の２次元光偏向または２軸方向の３次元光偏向を可能とする光偏向装置を、電荷蓄積による誤動作を抑制した駆動方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光偏向装置の駆動方法においては、基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極を有し、前記複数の規制部材はそれぞれ上部にストッパを有し、前記基板の複数の端部にそれぞれ設けられ、前記支点部材は頂部を有して前記基板の上面に設けられ、前記板状部材は固定端を持たず、上面に前記光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、前記基板と前記支点部材と前記ストッパの間の空間内で可動的に配置され、前記複数の電極は前記基板上にそれぞれ設けられ、前記板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有する光偏向装置の駆動方法として、前記板状部材に作用する電界の向きを任意の周期で反転させることを特徴とする。それにより、電極上の絶縁膜に周期に応じて逆向きの電界が作用されるので、蓄積される電荷が相殺されて電荷が除去され、光偏向装置の光偏向動作が安定する。
【００１６】
請求項２に記載の光偏向装置の駆動方法においては、前記電極が前記支点部材を中心として両側に２個ずつ配置されており、一方の側（以後ＯＦＦ側という）の隣接する２個の電極に異なる電位を印加し、他方の側（以後ＯＮ側という）の隣接する２個の電極それぞれに前記異なる電位の中間の電位を印加するステップ１を有し、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極それぞれに前記中間の電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極に前記異なる電位を印加するステップ２を有し、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極にステップ１とは電位を入れ替えて異なる電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極それぞれに前記異なる電位の中間の電位を印加するステップ３を有し、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極それぞれに前記中間の電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極にステップ２とは電位を入れ替えて前記異なる電位を印加するステップ４を有することを特徴とする。それにより、前記板状部材の電位はステップ１、ステップ２、ステップ３、ステップ４それぞれにおいて上記中間の電位となり、異なる電位を印加された電極との間で電界を発生させる。さらに、該電界はステップ１とステップ３では逆向きの電界となり、又ステップ２とステップ４では逆向きの電界となる。そのため、電極上の絶縁膜にステップに応じて逆向きの電界が作用されるので、蓄積される電荷が相殺されて電荷が除去され、光偏向装置の光偏向動作が安定する。
【００１７】
請求項３に記載の光偏向装置の駆動方法においては、請求項２に記載の光偏向装置の駆動方法の前記異なる電位の一方の電位が正電位であり、他方の電位が接地であり、前記中間の電位が前記正電位の１／２であることを特徴とする。駆動回路を光偏向装置と同一基板上に構成する場合、光偏向装置の４個の電極に印加される電位の極性が片極で構成されるので、両極で構成される場合に比べ駆動回路を簡易化でき、光偏向装置の製造コストを低減することが出来る。
【００１８】
請求項４に記載の光偏向装置の駆動方法においては、請求項２に記載の光偏向装置の駆動方法の前記異なる電位の一方の電位が正電位であり、他方の電位が負電位であり、前記中間の電位が接地であることを特徴とする。それにより電気的に浮いている板状部材の電位が上記中間の電位である接地とほぼ同電位となるので、該板状部材とストッパである規制部材との電界が発生しにくくなり、該板状部材が前記ストッパに衝突した際に規制部材を構成する絶縁膜が帯電することを防止出来る。すなわち規制部材における電荷蓄積が抑制できるので、板状部材の電極の電位に応じた任意の傾斜変位が安定し、それにより、光偏向装置の光偏向動作がさらに安定する。
【００１９】
請求項５に記載の光偏向装置の駆動方法においては、請求項２〜４に記載の光偏向装置の駆動方法の前記ステップ１〜４のそれぞれが１回の光偏向動作に対応することを特徴とする。１回の光偏向動作内で各ステップを繰り返す場合に比べ、ステップの切り替えを高速で行う必要が無い。それにより電位を印加する駆動回路の駆動周波数を低減できるので安価な駆動回路を使用でき、安価な光偏向装置を提供することができる。
【００２０】
請求項６に記載の光偏向装置の駆動方法においては、請求項２〜４に記載の光偏向装置の駆動方法の前記ステップ１及びステップ３を同一の光偏向動作内で繰り返し実施し、前記ステップ２及びステップ４を同一の光偏向動作内で繰り返し実施することを特徴とする。それにより前記異なる電位が高電位であり蓄積される電荷量が多い場合でも１回の光偏向動作内で蓄積された電荷の除去が行われるので、光偏向装置が不安定動作することが無い。すなわち高電圧駆動における光偏向装置の安定動作を可能とする。
請求項７に記載の光偏向装置においては、光反射領域を有する部材が静電引力で変位することにより、前記光反射領域に入射する光束が反射方向を変えて偏向される光偏向装置において、基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極を有し、前記複数の規制部材はそれぞれ上部にストッパを有し、前記基板の複数の端部にそれぞれ設けられ、前記支点部材は頂部を有して前記基板の上面に設けられ、前記板状部材は固定端を持たず、上面に前記光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、前記基板と前記支点部材と前記ストッパの間の空間内で可動的に配置され、前記複数の電極は前記基板上にそれぞれ設けられ、前記板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有し、前記板状部材に作用する電界の向きを任意の周期で反転させることにより光偏向動作を行うことを特徴とし、繰り返し駆動による動作不良の無い安定した動作が可能な光偏向装置を提供することが出来る。
【００２１】
請求項８に記載の光偏向アレーにおいては、請求項７に記載の光偏向装置を複数１次元又は２次元に配置したことを特徴とし、各構成光偏向装置が繰り返し動作時に安定に動作するので、繰り返し駆動による動作不良の無い安定した動作が可能な光偏向アレーを提供することが出来る。
【００２２】
請求項９に記載の画像形成装置においては、請求項８に記載の光偏向アレーを光書込みユニットとして用いることを特徴とし、該光偏向アレーを構成する各光偏向装置が繰り返し動作時に安定に動作し、画像信号に応じた光書込みが各印字ドットに対して誤動作せずに実施でき、目的の画像を正確に形成することが出来る。
【００２３】
請求項１０に記載の画像投影表示装置においては、請求項８に記載の光偏向アレーを表示ユニットとして用いることを特徴とし、該光偏向アレーを構成する各光偏向装置が繰り返し動作時に安定に動作し、画像信号に応じた光情報の表示動作が各画素に対して誤動作せずに実施でき、目的の画像を正確に表示することが出来る。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の光偏向装置の構成を示す。図１（ａ）は、光偏向装置の上面図（支点部材１０３、電極１０５ａ、１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄを透過して図示）、図１（ｂ）は、光偏向装置の断面図（Ｂ−Ｂ’線上）である。
【００２６】
本発明の光偏向装置は、基板１０１と、複数の規制部材１０２と、支点部材１０３と、板状部材１０４と、複数の電極１０５を有する。複数の規制部材１０２はそれぞれ上部にストッパを有し、基板１０１の複数の端部にそれぞれ設けられている。支点部材１０３は頂部を有して基板１０１の上面に設けられ、板状部材１０４は固定端を持たず、上面に光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、基板１０１と支点部材１０３とストッパの間の空間内で可動的に配置されている。複数の電極１０５は基板上にそれぞれ設けられ、板状部材１０４の導電体層とほぼ対向している。
【００２７】
図１において、１０１は任意の基板であり、微細化を考慮してシリコン及びガラス等一般に半導体プロセスや液晶プロセスで用いられているものが望ましい。さらに、コストを低減するために駆動回路と同一基板に形成することを考慮して、（１００）面方位を有するシリコン基板が望ましい。
【００２８】
１０２は、本発明の光偏向装置の特徴の一つである上部にストッパを有する規制部材であり、板状部材１０４の可動範囲を任意の空間に制限するように、笠状形状で複数配置されている。上部にストッパを有する規制部材１０２は、アレー化した時の反射領域の面積割合を最大にするために極力薄膜及び省スペースで構成でき、かつ機械的強度が強いことが望ましい。さらに、光偏向装置に求められる性能に応じて、透光性のあるシリコン酸化膜や遮光性のある酸化クロム膜が選択される。
【００２９】
１０３は、板状部材１０４が変位する時の支点となる支点部材であり、板状部材１０４とほぼ線で接する尾根形状を有している。なお、光偏向装置の構成によっては点で接する円錐形状の場合もある。支点部材１０３を該構造とすることにより、支点部材の基板１０１側の機械的強度を強めることができ、かつ板状部材１０４は支点部材１０３の斜面に接触することなく、その変位は板状部材１０４の端部における基板上面との接触部で規定されるので、接触面積を極力低減して、板状部材１０４の基板１０１への固着や接触帯電を比較的低減できる。また、支点部材１０３が板状部材１０４と接する領域が線であるので、板状部材１０４の傾斜変位角及び方向が、支点部材１０３との接触及び基板１０１との接触で規定される。
【００３０】
また、光偏向装置の構成によって、支点部材１０３が板状部材１０４と点で接する場合（円錐形状の支点部材）は、静電引力に作用する方向に対応した任意の方向へ板状部材１０４を傾斜変位させることが可能となり、１軸又は２軸方向の光偏向を可能とする。
【００３１】
支点部材１０３の材質は、機械的強度などを考慮して、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が望ましい。但し、支点部材１０３を通して板状部材１０４の電位を取る場合は、各種金属膜等の導電性材料を用いる。
【００３２】
板状部材１０４は、少なくとも光反射領域において平板であり、その材質は反射性能が良好な金属、例えばアルミニウム及びその合金、チタン及びその合金、それらの単層又は積層を用いる。金属膜は高い導電性を有しているので、板状部材１０４の変位を低電圧で達成できる。
【００３３】
また、支点部材１０４は単層に限らず、例えば絶縁性の膜との積層でもよい。絶縁性の膜としては、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が挙げられる。絶縁性の膜と積層することにより、電極との絶縁耐圧が向上し信頼性が高まる。
【００３４】
１０５ａ〜１０５ｄは、基板１０１上に形成された電極であり、複数の電極１０５ａ〜１０５ｄに異なる電位を印加することにより、電気的に浮いている板状部材１０４との間で電界を発生させ、それによる静電引力により板状部材１０４を任意の方向へ傾斜変位させて光偏向動作を行う。
【００３５】
電極１０５ａ〜１０５ｄは、窒化チタン膜やクロム膜やアルミニウム膜等の金属膜又はそれらの金属の合金膜により構成される。また、シリコン基板に硼素や砒素やリンを注入し低抵抗化した電極でも良い。電極上には板状部材との絶縁性を保つために、絶縁膜１０６が形成されている。また、絶縁膜１０６を省き、板状部材１０４側に絶縁膜を形成する構成でよい。
【００３６】
前述したように、絶縁膜１０６中への電荷蓄積を低減することが本発明の課題である。絶縁膜１０６は、半導体プロセスとの整合性を考慮して、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜が望ましいが、本発明はこれに限定されない。
【００３７】
上記構成を有する本発明の光偏向装置は、次の特徴を有する。
（１）支点部材と基板と板状部材の接触で傾斜角が決定されるので、ミラーの偏向角の制御が容易かつ安定である。
（２）支点部材を中心として、対向する電極に異なる電位を印加することにより、高速に薄膜の板状部材を反転するので、応答速度を速くできる。
（３）板状部材が固定端を有していないので、捻り変形などの変形を伴わず、長期的な劣化が少なく低電圧で駆動できる。
（４）半導体プロセスにより微細で軽量な板状部材を形成できるので、ストッパとの衝突による衝撃が少なく、長期的な劣化が少ない。
（５）規制部材、板状部材、光反射領域の構成を任意に決めることにより、反射光のＯＮ／ＯＦＦ比（画像機器におけるＳ／Ｎ比、映像機器におけるコントラスト比）を向上できる。
（６）半導体プロセス及び装置を使用できるので、低コストで微細化と集積化が可能である。
（７）支点部材を中心として、複数の電極を配置することにより、１軸及び２軸方向の光偏向が可能である。
【００３８】
次に、本発明の光偏向装置を用いた、従来の駆動方法（従来例１）を以下、説明する。従来例１は、図１の光偏向装置を例として駆動する方法であり、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ光偏向動作時のＡ−Ａ’断面図とＣ−Ｃ’断面図を示す。
【００３９】
従来例１では、電極１０５ａ〜１０５ｄに印加する電位の切り替えと、光偏向動作が対応する駆動方法である。図１２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ以下のステップ１、ステップ２、ステップ３、ステップ４に対応する。
【００４０】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）には、電極１０５ａ〜１０５ｄに印加された電位により発生する電界の向き（黒矢印）と静電引力（白抜き線）を示す。
【００４１】
図１３は、従来例１の駆動方法において、各電極に印加する電位のタイミングチャートを示す。図１３において、異なる電位は電位ａと電位ｃであり、中間の電位は電位ｂに相当する。また、図１３には、各ステップにおける光偏向動作を模式的に示す。
【００４２】
以下、図１２、図１３を用いて、従来の光偏向装置の駆動方法と、それに対応した板状部材１０４の傾斜変位動作（すなわち光偏向動作）を説明する。
【００４３】
ステップ１において、電極１０５ａに高電位ａを印加し、電極１０５ｂに低電位ｃを印加し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４は、簡易的なクローズ回路の計算から容易に類推されるように、中間の電位ｂと等しくなる。
【００４４】
それにより、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図１２（ａ）に示すように電界が発生する。この電界の分布は本発明の光偏向装置に特有であり、従来の２〜３個の電極により構成される光スイッチの駆動方法と大きく異なる点である。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作は、一連の光偏向動作の初期に行うリセット動作である場合もあるし、一連の光偏向動作のＯＦＦ動作でもある。
【００４５】
次に、ステップ２において、電極１０５ｃに高電位ａを印加し、電極１０５ｄに低電位ｃを印加し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ該電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４は、やはり簡易的なクローズ回路の計算から容易に類推されるように中間の電位ｂと等しくなる。
【００４６】
それにより、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図１２（ｂ）に示すように電界が発生する。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作に該当する。
【００４７】
次に、ステップ３において、ステップ１と同様に電位を印加する。すなわち、電極１０５ａに高電位ａを印加し、電極１０５ｂに低電位ｃを印加し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ該電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４は中間の電位ｂと等しくなり、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図１２（ｃ）に示すように電界が発生する。
【００４８】
このとき、従来例１では、電界の向きが図１２（ａ）と同じである。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＦＦ動作に該当する。
【００４９】
次に、ステップ４において、電極１０５ｃに高電位ａを印加し、電極１０５ｄに低電位ｃを印加し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ該電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４は中間の電位ｂと等しくなり、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図１２（ｄ）に示すように電界が発生する。
【００５０】
このとき、従来例１では、電界の向きが図１２（ｂ）と同じである。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。
【００５１】
このように、従来例１の駆動方法では、各電極上の絶縁膜には、同じ方向の電界が光偏向動作ごとに発生する。本発明の光偏向装置は、その構成上、絶縁膜と板状部材の接点が少ないので、絶縁膜中への電荷蓄積は従来の光スイッチに比べて少ないが、絶縁膜中に光偏向動作に応じて同方向の電界が発生することは、僅かな接点を経由して電荷を蓄積することになる。この電荷蓄積により、光偏向装置が誤動作する可能性もあり、特に性能向上のため駆動電圧を高くする場合は誤動作が問題となる。
【００５２】
（実施例１）
図２は、本発明の実施例１に係る光偏向装置の駆動方法を示す。実施例１は、本発明の光偏向装置（図１）を安定に光偏向動作させる実施例であり、図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ光偏向動作時のＡ−Ａ’断面図とＣ−Ｃ’断面図を示す。なお、図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ以下説明する、ステップ１〜ステップ４におけるＡ−Ａ’断面図及びＣ−Ｃ’断面図である。
【００５３】
また、図２（ａ）〜（ｄ）には、電極１０５ａ〜１０５ｄに印加された電位により発生する電界の向き（黒矢印）と静電引力（白抜き線）を図示した。
【００５４】
図３は、実施例１の駆動方法において、各電極に印加する電位のタイミングチャートを示す。図３において、異なる電位は電位ａと電位ｃであり、中間の電位は電位ｂに相当する。以下、図２、図３を用いて、本発明の光偏向装置の駆動方法と、それに対応した板状部材１０４の傾斜変位動作（すなわち光偏向動作）を説明する。
【００５５】
実施例１に係る光偏向装置の駆動方法は、板状部材１０４に作用する電界の向きを任意の周期で反転させる。すなわち、光偏向装置の駆動方法は、電極１０５が支点部材１０３を中心として両側に２個ずつ配置され、一方の側（ＯＦＦ側）の隣接する２個の電極（すなわち電極１０５ａ，１０５ｂ）に異なる電位を印加し、他方の側（ＯＮ側）の隣接する２個の電極（すなわち電極１０５ｃ，１０５ｄ）に異なる電位の中間の電位をそれぞれ印加するステップ１と、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極１０５ａ，１０５ｂそれぞれに中間の電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極１０５ｃ，１０５ｄに異なる電位を印加するステップ２と、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極１０５ａ，１０５ｂにステップ１とは電位を入れ替えて異なる電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極１０５ｃ，１０５ｄそれぞれに異なる電位の中間の電位を印加するステップ３と、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極１０５ａ，１０５ｂそれぞれに中間の電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極１０５ｃ，１０５ｄにステップ２とは電位を入れ替えて異なる電位を印加するステップ４を有する。
【００５６】
まず、ステップ１において、電極１０５ａに高電位ａを印加し、電極１０５ｂに低電位ｃを印加し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４は簡易的なクローズ回路の計算から容易に類推されるように、中間の電位ｂと等しくなる。それにより、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図２（ａ）に示すように電界が発生する。この電界の発生が従来の光偏向装置（光スイッチ）の駆動方法と大きく異なる点である。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作は、一連の光偏向動作の初期に行うリセット動作であり、あるいは一連の光偏向動作のＯＦＦ動作でもある。
【００５７】
次に、ステップ２において、電極１０５ｃに高電位ａを印加し、電極１０５ｄに低電位ｃを印加し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４はやはり簡易的なクローズ回路の計算から容易に類推されるように中間の電位ｂと等しくなる。それにより、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図２（ｂ）に示すように電界が発生する。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作となる。
【００５８】
次に、ステップ３において、電極１０５ｂに高電位ａを印加し、電極１０５ａに低電位ｃを印加し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４はやはり簡易的なクローズ回路の計算から容易に類推されるように中間の電位ｂと等しくなる。それにより、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図２（ｃ）に示すように電界が発生する。この時、電界の向きは図２（ａ）と反対となる。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＦＦ動作となる。
【００５９】
次に、ステップ４において、電極１０５ｄに高電位ａを印加し、電極１０５ｃに低電位ｃを印加し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂに中間の電位ｂを印加すると、導電体層を有しかつ電極群１０５と対向している電気的に浮いている板状部材１０４はやはり簡易的なクローズ回路の計算から容易に類推されるように中間の電位ｂと等しくなる。それにより、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図２（ｄ）に示すように電界が発生する。この時、電界の向きは図２（ｂ）と反対となる。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作となる。
【００６０】
以上のステップ１〜ステップ４における電位印加の組み合わせを任意の周期で行うことにより、電界により絶縁膜１０６中に蓄積された電荷が逆電界により相殺され、電荷蓄積が低減される。
【００６１】
（実施例２）
図４は、実施例２の駆動方法を、各電極に印加する電位のタイミングチャートで示す。図４において、電位ｘは正電位の１／２の電位である。以下、図４を用いて実施例２の光偏向装置の駆動方法と、それに対応した板状部材１０４の傾斜変位動作（すなわち光偏向動作）を説明する。実施例２の光偏向装置の駆動方法は、実施例１の駆動方法における異なる電位の一方の電位が正電位であり、他方の電位が接地であり、中間の電位が正電位の１／２である。
【００６２】
すなわち、ステップ１において、電極１０５ａに正電位を印加し、電極１０５ｂを接地し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄに中間の正電位ｘを印加すると、実施例１と同様に、板状部材１０４は中間の正電位ｘと等しくなる。それにより、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図２（ａ）と同様に電界が発生する。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作は、一連の光偏向動作の初期に行うリセット動作であり、あるいは一連の光偏向動作のＯＦＦ動作でもある。
【００６３】
次に、ステップ２において、電極１０５ｃに正電位を印加し、電極１０５ｄを接地し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂに中間の正電位ｘを印加すると、板状部材１０４は中間の正電位ｘと等しくなり、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図２（ｂ）と同様に電界が発生する。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作となる。
【００６４】
次に、ステップ３において、電極１０５ｂに正電位を印加し、電極１０５ａを接地し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄに中間の正電位ｘを印加すると、板状部材１０４は中間の正電位ｘと等しくなり、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図２（ｃ）と同様に電界が発生する。この時、実施例１と同様に、電界の向きは図２（ａ）と反対となる。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＦＦ動作となる。
【００６５】
次に、ステップ４において、電極１０５ｄに正電位を印加し、電極１０５ｃを接地し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂに中間の正電位ｘを印加すると、板状部材１０４は中間の正電位ｘと等しくなり、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図２（ｄ）と同様に電界が発生する。この時、実施例１と同様に、電界の向きは図２（ｂ）と反対となる。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作となる。以上のステップ１〜ステップ４における電位印加の組み合わせを任意の周期で行うことにより、電界により絶縁膜１０６中に蓄積された電荷が逆電界により相殺され、電荷蓄積が低減される。
【００６６】
実施例２の駆動方法の利点は、電極１０５ａ〜１０５ｄに印加させる電位が正電位と接地にある。すなわち、コスト低減のために駆動回路を光偏向装置と同一基板上に構成する場合、片極の駆動回路は両極の駆動回路に比べて簡易であるので、光偏向装置の製造コストを低減できる。
【００６７】
（実施例３）
図５は、実施例３の駆動方法を、各電極に印加する電位のタイミングチャートで示す。図５において、正電位と負電位は極性が異なるがほぼ同等の大きさの電位である。以下、図５を用いて実施例３の光偏向装置の駆動方法と、それに対応した板状部材１０４の傾斜変位動作（すなわち光偏向動作）を説明する。実施例３の駆動方法は、実施例２の駆動方法において、異なる電位の一方の電位が正電位であり、他方の電位が負電位であり、中間の電位が接地である。
【００６８】
すなわち、ステップ１において、電極１０５ａに正電位を印加し、電極１０５ｂに負電位を印加し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄを接地すると、実施例１と同様に、板状部材１０４はほぼ接地と同電位となり、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図２（ａ）と同様に電界が発生する。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作は、一連の光偏向動作の初期に行うリセット動作であり、あるいは一連の光偏向動作のＯＦＦ動作でもある。
【００６９】
次に、ステップ２において、電極１０５ｃに正電位を印加し、電極１０５ｄに負電位を印加し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂを接地すると、板状部材１０４はほぼ接地と同電位となり、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図２（ｂ）と同様に電界が発生する。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作となる。
【００７０】
次に、ステップ３において、電極１０５ｂに正電位を印加し、電極１０５ａに負電位を印加し、電極１０５ｃ及び電極１０５ｄを接地すると、板状部材１０４はほぼ接地と同電位となり、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して電界を生じず、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して図２（ｃ）と同様に電界が発生する。この時、実施例１と同様に、電界の向きは図２（ａ）と反対となる。該電界により、電極１０５ａ及び１０５ｂと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＦＦ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＦＦ動作となる。
【００７１】
次に、ステップ４において、電極１０５ｄに正電位を印加し、電極１０５ｃに負電位を印加し、電極１０５ａ及び電極１０５ｂを接地すると、板状部材１０４はほぼ接地と同電位となり、ＯＦＦ側の電極１０５ａ，１０５ｂに対して電界を生じず、ＯＮ側の電極１０５ｃ，１０５ｄに対して図２（ｄ）と同様に電界が発生する。この時、実施例１と同様に、電界の向きは図２（ｂ）と反対となる。該電界により、電極１０５ｃ及び１０５ｄと板状部材１０４の間でそれぞれ静電引力が発生し、板状部材１０４はＯＮ側に傾斜変位する。この動作が一連の光偏向動作のＯＮ動作となる。以上のステップ１〜ステップ４における電位印加の組み合わせを任意の周期で行うことにより、電界により絶縁膜１０６中に蓄積された電荷が逆電界により相殺され、電荷蓄積が低減される。
【００７２】
実施例３の駆動方法の利点は、正電位と負電位が極性の異なるほぼ同じ電位であり、中間の電位が接地である。従って、電気的に浮いている板状部材１０４の電位は、ステップ１〜ステップ４においてほぼ接地と同電位となる。これにより、板状部材１０４とストッパである規制部材との電界が発生しにくくなり、板状部材がストッパに衝突した際に、規制部材を構成する絶縁膜の帯電が防止される。すなわち、規制部材における電荷蓄積が抑制できるので、板状部材の電極の電位に応じた任意の傾斜変位が安定になり、光偏向装置の光偏向動作がより一層、安定する。
【００７３】
（実施例４）
実施例４に係る光偏向装置の駆動方法を実施例３を用いて説明する。図６は、前述した実施例３における電極に印加する電位のタイミングチャートと、実施例４の駆動方法における光偏向動作を併せて示す。実施例４の駆動方法は、ステップ１〜４のそれぞれが１回の光偏向動作に対応する。
【００７４】
すなわち、実施例４では、ステップ１とステップ３のそれぞれ１回の動作が光偏向のＯＦＦ動作と対応し、ステップ２とステップ４のそれぞれ１回の動作が光偏向のＯＮ動作と対応している。そして、上記した動作を投影型画像表示装置に適用した場合、画素に対応して２次元に配置した光偏向装置群の実動作時間で説明すると、例えばフレームレートが６０Ｈｚの場合、投影される１画面の表示時間は１６．６７ミリ秒となる。該表示時間に３色の表示が順次行われると仮定すると、１色当り各光偏向装置が動作し続ける（例えばＯＮし続ける、又はＯＦＦし続ける）最大の動作時間は、５．５６ミリ秒となる。なお、上記ＯＮ動作時間及びＯＦＦ動作時間は、色階調に応じて動作時間が異なる。実施例４では、動作時間がステップ１〜４とそれぞれ対応する駆動方法である。該駆動方法のメリットはステップの切り替えを上記動作時間で行うので、電位を印加する駆動回路の駆動周波数を比較的低減できるので、安価な駆動回路を使用でき、それにより安価な光偏向装置を提供することができる。
【００７５】
（実施例５）
実施例５に係る光偏向装置の駆動方法を実施例３を用いて説明する。図７は、前述した実施例３における電極に印加する電位のタイミングチャートと、実施例５の駆動方法における光偏向動作を併せて示す。
【００７６】
実施例５の駆動方法は、ステップ１とステップ３を同一の光偏向動作内で繰り返し実施し、ステップ２とステップ４を同一の光偏向動作内で繰り返し実施する。
【００７７】
すなわち、実施例５においては、ステップ１とステップ３の繰り返し動作が光偏向の１回のＯＦＦ動作と対応し、ステップ２とステップ４の繰り返し動作が光偏向の１回のＯＮ動作と対応している。上記した動作を投影型画像表示装置に適用した場合、画素に対応して２次元に配置した光偏向装置群の実動作時間で説明すると、例えばフレームレートが６０Ｈｚの場合、投影される１画面の表示時間は１６．６７ミリ秒となる。該表示時間に３色の表示が順次行われると仮定すると、１色当り各光偏向装置が動作し続ける（例えばＯＮし続ける、又はＯＦＦし続ける）最大の動作時間は、５．５６ミリ秒となる。上記ＯＮ動作時間及びＯＦＦ動作時間は、色階調に応じて動作時間が異なる。該動作時間の間にステップ１とステップ３、ステップ２とステップ４をそれぞれ繰り返し実施するのが実施例５の駆動方法である。すなわち、例えばステップ２とステップ４を２１．７マイクロ秒周期で切り替えて実施する場合、最大表示時間が５．５６ミリ秒とすると、２５６回の切り替え動作となる。
【００７８】
実施例５の駆動方法のメリットは、印加電位が高電位の場合に単位時間に蓄積される電荷量が多くなるが、切り替え時間が早く、１回の光偏向動作内で蓄積された電荷の除去が随時行われるので、光偏向装置が不安定に動作することが無い。すなわち高電圧駆動における光偏向装置が安定に動作する。
【００７９】
（実施例６）
図８は、本発明の実施例６に係る光偏向アレーを示す。図８（ａ）は、本発明の光偏向装置を光偏向面方向に対して垂直方向に複数個一列に整列して配置した光偏向アレーの上面図であり、１次元アレーを示す。図８（ｂ）は、本発明の光偏向装置を光偏向面方向と垂直方向に複数個整列して配置した光偏向アレーの上面図であり、２次元アレーを示す。本発明の光偏向装置を複数１次元又は２次元に配置し、アレーとすることにより、電荷蓄積が抑制され、誤動作が少ない光偏向アレーを提供することができる。
【００８０】
（実施例７）
図９は、本発明の実施例７に係る画像形成装置を示す。図９において、画像形成装置は、実施例６の光偏向アレー１を潜像形成手段である光書込みユニット９０２として用いる。
【００８１】
電子写真プロセスにより光書き込みを行なって画像を形成する画像形成装置９００は、矢印Ｄ方向に回転可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体９０１のドラム形状の感光体を有し、帯電手段９０５で均一に帯電された画像担持体９０１の感光体上を、光偏向アレー１からなる光書込みユニット９０２で光書き込みを行なって潜像を形成し、該潜像を現像手段９０３により感光体上にトナー画像として形成し、その後、該トナー画像を転写手段９０４で被転写体（Ｐ）に転写して、被転写体（Ｐ）に転写されたトナー画像を定着手段９０６で定着した後に、被転写体（Ｐ）を排紙トレイ９０７に排紙して収納される。他方、トナー画像を転写手段９０４で被転写体（Ｐ）に転写した後の画像担持体９０１の感光体は、クリーニング手段９０８でクリーニングされて次工程の画像形成に備える。
【００８２】
光書込みユニット９０２は、光源９０２ａからの入射光束（Ｒ）を、第１のレンズシステム９０２ｂを介して光偏向アレー１に照射し、各々光偏向装置は画像情報に応じて傾斜変位し反射光方向を変え、入射光束（Ｒ）を第２のレンズシステム９０２ｃを通じて画像担持体９０１の感光体上の表面に結像させる。
【００８３】
本発明の光偏向アレーを画像形成装置の光書込みユニットとして用いることにより、光偏向アレーを構成する各光偏向装置が繰り返し動作時に安定に動作し、画像信号に応じた光書込みが各印字ドットに対して実施され、目的の画像を正確に形成することが出来る。
【００８４】
（実施例８）
図１０は、本発明の実施例８に係る画像投影表示装置を示す。実施例８の画像投影表示装置１０００は、光源１００１からの光束（Ｒ）を画像情報に応じて目的の方向へ反射させる表示ユニット１００３として、実施例６の光偏向アレーを用いる。
【００８５】
図１０において、１００１は白色光源などの、レーザー光源に比べ安価な光源手段（光源）である。１００２は光源からの光束を本発明の光偏向アレーに導く照明光学系である。１００３は本発明の光偏向アレーである。１００４、１００５は、表示画面の垂直方向の画素列及び水平方向の画素列に対応して２次元に配置された光偏向アレーにより目的方向に偏向された光束を、拡大投影する投影光学系である。１００６は光偏向アレー１００３の動作を制御する制御システムであり、電子回路により構成される。図中に点線で光束（Ｒ）の１部を示したが、光源１００１から発せられた光は照明光学系１００２により光偏向アレー１００３上に導かれ、１００３で偏向された光束は投影光学系１００４、１００５により、２次元画像として投影される。なお、図１０において、１００７は回転カラーホィールであり、光偏向アレーに導かれる入射光束の波長を選択するために用いられる。
【００８６】
実施例８の画像投影表示装置は、電荷蓄積が抑制された駆動方法により駆動される光偏向装置群、すなわち光偏向アレーを表示ユニットとして用いているので、光偏向アレーを構成する各光偏向装置が繰り返し動作時に安定に動作し、画像信号に応じた光情報の表示動作が各画素に対して実施され、目的の画像を正確に表示することが出来る。
【００８７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、電荷蓄積による誤動作を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光偏向装置の構成を示す。
【図２】本発明の実施例１に係る光偏向装置の駆動方法を示す。
【図３】実施例１の駆動方法を、各電極に印加する電位のタイミングチャートで示す。
【図４】実施例２の駆動方法を、各電極に印加する電位のタイミングチャートで示す。
【図５】実施例３の駆動方法を、各電極に印加する電位のタイミングチャートで示す。
【図６】実施例３における電極に印加する電位のタイミングチャートと、実施例４の駆動方法における光偏向動作を示す。
【図７】実施例３における電極に印加する電位のタイミングチャートと、実施例５の駆動方法における光偏向動作を示す。
【図８】本発明の実施例６に係る光偏向アレーを示す。
【図９】本発明の実施例７に係る画像形成装置を示す。
【図１０】本発明の実施例８に係る画像投影表示装置を示す。
【図１１】従来の光スイッチを示す。
【図１２】図１の光偏向装置を駆動する従来の方法を示す。
【図１３】従来の駆動方法において、各電極に印加する電位のタイミングチャートを示す。
【符号の説明】
１０１基板
１０２規制部材
１０３支点部材
１０４板状部材
１０５電極
１０６絶縁膜

Claims

光反射領域を有する部材が静電引力で変位することにより、前記光反射領域に入射する光束が反射方向を変えて偏向される光偏向装置において、基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極を有し、前記複数の規制部材はそれぞれ上部にストッパを有し、前記基板の複数の端部にそれぞれ設けられ、前記支点部材は頂部を有して前記基板の上面に設けられ、前記板状部材は固定端を持たず、上面に前記光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、前記基板と前記支点部材と前記ストッパの間の空間内で可動的に配置され、前記複数の電極は前記基板上にそれぞれ設けられ、前記板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有する光偏向装置の駆動方法であって、前記板状部材に作用する電界の向きを任意の周期で反転させることを特徴とする光偏向装置の駆動方法。
前記電極が前記支点部材を中心として両側に２個ずつ配置され、一方の側（以下、ＯＦＦ側）の隣接する２個の電極に異なる電位を印加し、他方の側（以下、ＯＮ側）の隣接する２個の電極それぞれに前記異なる電位の中間の電位を印加するステップ１を有し、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極それぞれに前記中間の電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極に前記異なる電位を印加するステップ２を有し、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極にステップ１とは電位を入れ替えて異なる電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極それぞれに前記中間の電位を印加するステップ３を有し、ＯＦＦ側の隣接する２個の電極それぞれに前記中間の電位を印加し、ＯＮ側の隣接する２個の電極にステップ２とは電位を入れ替えて前記異なる電位を印加するステップ４を有することを特徴とする請求項１記載の光偏向装置の駆動方法。
前記異なる電位の一方の電位が正電位であり、他方の電位が接地であり、前記中間の電位が前記正電位の１／２であることを特徴とする請求項２記載の光偏向装置の駆動方法。
前記異なる電位の一方の電位が正電位であり、他方の電位が負電位であり、前記中間の電位が接地であることを特徴とする請求項２記載の光偏向装置の駆動方法。
前記ステップ１〜４のそれぞれが光偏向動作に対応することを特徴とする請求項２記載の光偏向装置の駆動方法。
前記ステップ１及びステップ３を同一の光偏向動作内で繰り返し実施し、前記ステップ２及びステップ４を同一の光偏向動作内で繰り返し実施することを特徴とする請求項２記載の光偏向装置の駆動方法。
光反射領域を有する部材が静電引力で変位することにより、前記光反射領域に入射する光束が反射方向を変えて偏向される光偏向装置において、基板と、複数の規制部材と、支点部材と、板状部材と、複数の電極を有し、前記複数の規制部材はそれぞれ上部にストッパを有し、前記基板の複数の端部にそれぞれ設けられ、前記支点部材は頂部を有して前記基板の上面に設けられ、前記板状部材は固定端を持たず、上面に前記光反射領域を有し、少なくとも一部に導電性を有する部材からなる導電体層を有し、前記基板と前記支点部材と前記ストッパの間の空間内で可動的に配置され、前記複数の電極は前記基板上にそれぞれ設けられ、前記板状部材の導電体層とほぼ対向している構成を有し、前記板状部材に作用する電界の向きを任意の周期で反転させることにより光偏向動作を行うことを特徴とする光偏向装置。
請求項７に記載の光偏向装置を複数１次元又は２次元に配置したことを特徴とする光偏向アレー。
請求項８に記載の光偏向アレーを光書込みユニットとして用いることを特徴とする画像形成装置。
請求項８に記載の光偏向アレーを表示ユニットとして用いることを特徴とする画像投影表示装置。