JP4525652B2 - アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置 - Google Patents
アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置に関するものである。
レーザープリンタ等に用いられ、光走査により描画を行う光スキャナとして、小型化を図ることなどの目的から、ねじり振動子で構成されたアクチュエータを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、特許文献１には、ミラー部を備えた板状部材と、この板状部材を両持ち支持する１対の捩りバネとで１自由度の振動系を構成したアクチュエータが開示されている。
例えば、特許文献１には、ミラー部を備えた板状部材と、この板状部材を両持ち支持する１対の捩りバネとで１自由度の振動系を構成したアクチュエータが開示されている。
かかるアクチュエータは、板状部材の一方の面上にその面に沿って設けられたコイルと、板状部材を介して互いに対向する１対の磁極を有する電磁石とを有している。ここで、コイルは、その中心が板状部材の回動中心軸上に位置している。そして、コイルに交流を印加することにより、板状部材を振動させる。
このような特許文献１にかかるアクチュエータでは、板状部材を介してその両側にそれぞれ磁極を設けているため、電磁石の大型化、ひいてはアクチュエータの大型化を招いてしまう。
このような特許文献１にかかるアクチュエータでは、板状部材を介してその両側にそれぞれ磁極を設けているため、電磁石の大型化、ひいてはアクチュエータの大型化を招いてしまう。
また、コイルの中心が板状部材の回動中心軸上に位置しているため、仮に板状部材に対し片側のみに磁極を設け、アクチュエータの小型化を図ると、板状部材の回動に際し、その回動中心軸のブレが生じてしまう。
また、かかるアクチュエータにあっては、板状部材および１対の捩りバネで１自由度の振動系が構成されているため、板状部材の回動角を大きなものとしつつ、省電力化を図ることが難しい。
また、かかるアクチュエータにあっては、板状部材および１対の捩りバネで１自由度の振動系が構成されているため、板状部材の回動角を大きなものとしつつ、省電力化を図ることが難しい。
本発明の目的は、省電力化および小型化を図りつつ、質量部の回動角を大きくすることができるアクチュエータ、光スキャナ、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は、枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように設けられ、互いに同極性の極性を有する１対の磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする。
本発明のアクチュエータは、枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように設けられ、互いに同極性の極性を有する１対の磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、１対の磁極が第１の質量部に対しその片側にのみ設けられていても、第１の質量部および第２の質量部をこれらの回動中心軸のブレを防止して円滑に回動させることができる。そのため、１対の磁極を第１の質量部に対しその片側にのみ設けた構成とすることによって、アクチュエータの小型化を図ることができる。また、第１の質量部の回動角を抑えつつ第２の質量部の回動角を大きくすることができる。そのため、省電力化を図りつつ、第２の質量部の回動角を大きくすることができる。
特に、１対のコイルを第１の部分および１対の第２の部分で構成することにより、１対のコイルの構成を簡単化し、アクチュエータの製造をより簡単化することができる。特に、第１の部分が１対のコイルの双方に共用されているため、アクチュエータの振動特性に対するコイルの影響をより少なくし、アクチュエータの設計をより簡単化することができる。
特に、１対のコイルを第１の部分および１対の第２の部分で構成することにより、１対のコイルの構成を簡単化し、アクチュエータの製造をより簡単化することができる。特に、第１の部分が１対のコイルの双方に共用されているため、アクチュエータの振動特性に対するコイルの影響をより少なくし、アクチュエータの設計をより簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記各コイルは、単層の金属層で構成されていることが好ましい。
これにより、各コイルを一回の成膜で形成して、アクチュエータの製造を簡単化することができる。その結果、アクチュエータの低コスト化を図ることができる。また、コイルを比較的薄いものとすることができるので、アクチュエータの振動特性に対するコイルの影響を少なくし、アクチュエータの設計を簡単化することができる。
これにより、各コイルを一回の成膜で形成して、アクチュエータの製造を簡単化することができる。その結果、アクチュエータの低コスト化を図ることができる。また、コイルを比較的薄いものとすることができるので、アクチュエータの振動特性に対するコイルの影響を少なくし、アクチュエータの設計を簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記各第２の部分の前記第１の部分との接続側とは反対側の端に接続され、前記１対の第１の弾性部のそれぞれに沿って形成された１対の配線を有することが好ましい。
これにより、１対の配線を介して１対のコイルに電圧を印加することができる。このような１対の配線は、１対の第１の弾性部にそれぞれ設けられているため、比較的簡単に、１対の第１の弾性部の互いの捩りバネ定数を等しくすることができる。そのため、第１の質量部および第２の質量部の回動を円滑なものとすることができる。また、１対の配線は、コイルと同時に１回の成膜で形成することができ、アクチュエータの製造を簡単化することができる。
これにより、１対の配線を介して１対のコイルに電圧を印加することができる。このような１対の配線は、１対の第１の弾性部にそれぞれ設けられているため、比較的簡単に、１対の第１の弾性部の互いの捩りバネ定数を等しくすることができる。そのため、第１の質量部および第２の質量部の回動を円滑なものとすることができる。また、１対の配線は、コイルと同時に１回の成膜で形成することができ、アクチュエータの製造を簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記磁界発生手段は、少なくとも１つの永久磁石で構成されていることが好ましい。
これにより、アクチュエータの構成を簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記磁界発生手段は、前記１対の磁極を有する１つの永久磁石で構成されていることが好ましい。
これにより、アクチュエータの構成をより簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対のコイルは、前記第１の質量部の前記１対の磁極側の面付近に設けられていることが好ましい。
これにより、コイルと磁極との間の距離を小さくして、アクチュエータをより省電力なものとすることができる。
これにより、アクチュエータの構成を簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記磁界発生手段は、前記１対の磁極を有する１つの永久磁石で構成されていることが好ましい。
これにより、アクチュエータの構成をより簡単化することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対のコイルは、前記第１の質量部の前記１対の磁極側の面付近に設けられていることが好ましい。
これにより、コイルと磁極との間の距離を小さくして、アクチュエータをより省電力なものとすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対の磁極は、前記平面視したときに、前記第２の質量部と前記１対の第２の弾性部と前記第１の質量部とで画成された２つの空間内にそれぞれ位置するように設けられていることが好ましい。
これにより、第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの回動角を大きくしても、コイルと磁極との接触を防止することができる。そのため、コイルと磁極との間の距離を小さくしつつ、第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
これにより、第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの回動角を大きくしても、コイルと磁極との接触を防止することができる。そのため、コイルと磁極との間の距離を小さくしつつ、第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記各磁極は、前記第１の質量部と前記第２の質量部との間に臨むように設けられていることが好ましい。
これにより、コイルと磁極との間の距離を小さくしつつ、第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記回動中心軸方向において、前記磁極の長さは、前記第２の質量部の長さよりも長いことが好ましい。
これにより、コイルと磁極との接触を防止しつつ、各磁極による磁界の強度を大きくすることができる。
これにより、コイルと磁極との間の距離を小さくしつつ、第１の質量部および第２の質量部のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記回動中心軸方向において、前記磁極の長さは、前記第２の質量部の長さよりも長いことが好ましい。
これにより、コイルと磁極との接触を防止しつつ、各磁極による磁界の強度を大きくすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記電圧印加手段は、前記コイルへ交流を印加するように構成されていることが好ましい。
これにより、同一電源を用いて１対のコイルに磁界を生じさせることができる。そのため、アクチュエータの低コスト化および小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第２の質量部は、光反射性を有する光反射部を備えることが好ましい。
これにより、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータ等の光学デバイスに本発明を適用することができる。
これにより、同一電源を用いて１対のコイルに磁界を生じさせることができる。そのため、アクチュエータの低コスト化および小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第２の質量部は、光反射性を有する光反射部を備えることが好ましい。
これにより、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータ等の光学デバイスに本発明を適用することができる。
本発明の光スキャナは、枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように１対設けられた磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、省電力化および小型化を図りつつ、第２の質量部の回動角を大きくすることができる光スキャナを提供することができる。
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように１対設けられた磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、省電力化および小型化を図りつつ、第２の質量部の回動角を大きくすることができる光スキャナを提供することができる。
本発明の画像形成装置は、枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段と、
前記光反射部へ向けて光を照射する光照射手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を主走査および／または副走査し、対象物上に画像を形成するように構成された画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように１対設けられた磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする。
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段と、
前記光反射部へ向けて光を照射する光照射手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を主走査および／または副走査し、対象物上に画像を形成するように構成された画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように１対設けられた磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、省電力化および小型化を図りつつ、第２の質量部の回動角を大きくすることができる画像形成装置を提供することができる。特に、第２の質量部の回動角を大きくすることができるため、対象物と光スキャナとの距離を小さくしつつ、対象物に対し光を広範囲で主走査および／または副走査することができる。その結果、画像形成装置の小型化を図ることができる。また、本発明の画像形成装置をイメージングディスプレイのような表示装置に適用した場合には、対象物と光スキャナとの距離を小さくして、画像形成装置の大型化を抑制しつつ、表示領域であるスクリーン（対象物）の大きさを大きくすることができる。
以下、本発明のアクチュエータの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のアクチュエータの実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１に示すアクチュエータに備えられた１対のコイルを説明するための図、図４は、図１に示すアクチュエータの動作を説明するための図、図５は、図３に示すアクチュエータにおける第１の質量部および第２の質量部の振幅と印加電圧の周波数との関係を示すグラフである。
なお、以下では、説明の便宜上、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」と言い、図２および図４中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図１は、本発明のアクチュエータの実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１に示すアクチュエータに備えられた１対のコイルを説明するための図、図４は、図１に示すアクチュエータの動作を説明するための図、図５は、図３に示すアクチュエータにおける第１の質量部および第２の質量部の振幅と印加電圧の周波数との関係を示すグラフである。
なお、以下では、説明の便宜上、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」と言い、図２および図４中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
図１および図２に示すアクチュエータ１は、２自由度振動系を有する基体２と、この基体２を支持する支持体３と、支持体３の基体２側の面上に設けられた磁界発生手段たる永久磁石４とを有している。
基体２は、図１に示すように、枠状をなす第１の質量部２１と、第１の質量部２１を支持するための支持部２２と、第１の質量部２１と支持部２２とを連結する１対の第１の弾性部２３、２４と、第１の質量部２１の内側に設けられた第２の質量部２５と、第１の質量部２１と第２の質量部２５とを連結する１対の第２の弾性部２６、２７とを有している。
基体２は、図１に示すように、枠状をなす第１の質量部２１と、第１の質量部２１を支持するための支持部２２と、第１の質量部２１と支持部２２とを連結する１対の第１の弾性部２３、２４と、第１の質量部２１の内側に設けられた第２の質量部２５と、第１の質量部２１と第２の質量部２５とを連結する１対の第２の弾性部２６、２７とを有している。
本実施形態では、基体２は、左右対称な形状となるように形成されている。
第１の質量部２１は、枠状（より具体的には四角環状）をなしている。
このような枠状をなす第１の質量部２１の内側には、第１の質量部２１に対し離間した状態で、第２の質量部２５が設けられている。
第２の質量部２５は、板状をなし、その板面（上面）に光反射部２５１が設けられている。これにより、アクチュエータ１を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
このような第１の質量部２１および第２の質量部２５にあっては、第１の質量部２１が１対の第１の弾性部２３、２４を介して支持部２２に接続され、第２の質量部２５が第２の弾性部２６、２７を介して第１の質量部２１に接続されている。
第１の質量部２１は、枠状（より具体的には四角環状）をなしている。
このような枠状をなす第１の質量部２１の内側には、第１の質量部２１に対し離間した状態で、第２の質量部２５が設けられている。
第２の質量部２５は、板状をなし、その板面（上面）に光反射部２５１が設けられている。これにより、アクチュエータ１を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
このような第１の質量部２１および第２の質量部２５にあっては、第１の質量部２１が１対の第１の弾性部２３、２４を介して支持部２２に接続され、第２の質量部２５が第２の弾性部２６、２７を介して第１の質量部２１に接続されている。
１対の第１の弾性部２３、２４は、それぞれ、弾性変形可能であるとともに、第１の質量部２１を支持部２２に対して回動可能とするように、第１の質量部２１と支持部２２とを連結している。すなわち、１対の第１の弾性部２３、２４は、弾性変形可能であり、第１の質量部２１を支持部２２に対し両持ち支持するように連結している。
１対の第２の弾性部２６、２７は、それぞれ、弾性変形可能であり、第２の質量部２５を第１の質量部２１に対して回動可能とするように、第２の質量部２５と第１の質量部２１とを連結している。すなわち、１対の第１の弾性部２３、２４は、弾性変形可能であり、第１の質量部２１を支持部２２に対し両持ち支持するように連結している。
１対の第２の弾性部２６、２７は、それぞれ、弾性変形可能であり、第２の質量部２５を第１の質量部２１に対して回動可能とするように、第２の質量部２５と第１の質量部２１とを連結している。すなわち、１対の第１の弾性部２３、２４は、弾性変形可能であり、第１の質量部２１を支持部２２に対し両持ち支持するように連結している。
各第１の弾性部２３、２４および各第２の弾性部２６、２７は、同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）Ｘとして、第１の質量部２１が支持部２２に対して、また、第２の質量部２５が第１の質量部２１に対して回動可能となっている。
このように、基体２は、第１の質量部２１と１対の第１の弾性部２３、２４とで構成された第１の振動系と、第２の質量部２５と第２の弾性部２６、２７とで構成された第２の振動系とからなる２自由度振動系を有する。
このように、基体２は、第１の質量部２１と１対の第１の弾性部２３、２４とで構成された第１の振動系と、第２の質量部２５と第２の弾性部２６、２７とで構成された第２の振動系とからなる２自由度振動系を有する。
このような２自由度振動系を有する基体２は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、第１の質量部２１と、第２の質量部２５と、支持部２２と、第１の弾性部２３、２４と、第２の弾性部２６、２７とが一体的に形成されている。
そして、このような２自由度振動系を構成する部分の下面付近には、図２に示すように、１対のコイル２８が設けられている。この１対のコイル２８は、前述した第２の質量部２５の光反射部２５１とは反対側の面に設けられているため、光反射部２５１の設計の自由度が低下することもない。
この１対のコイル２８（各コイル）は、単層の金属層で構成されている。これにより、各コイルを一回の成膜で形成して、アクチュエータ１の製造を簡単化することができる。その結果、アクチュエータ１の低コスト化を図ることができる。
そして、このような２自由度振動系を構成する部分の下面付近には、図２に示すように、１対のコイル２８が設けられている。この１対のコイル２８は、前述した第２の質量部２５の光反射部２５１とは反対側の面に設けられているため、光反射部２５１の設計の自由度が低下することもない。
この１対のコイル２８（各コイル）は、単層の金属層で構成されている。これにより、各コイルを一回の成膜で形成して、アクチュエータ１の製造を簡単化することができる。その結果、アクチュエータ１の低コスト化を図ることができる。
この１対のコイル２８は、図１に示すように、第１の質量部２１を平面視（以下、単に「平面視」とも言う。）したときに第１の質量部２１の回動中心軸Ｘを介して互いに逆向きに周回するように第１の質量部２１と回動中心軸Ｘとに沿って形成されるとともに直列接続されている。
より具体的には、１対のコイル２８は、第２の質量部２５および１対の第２の弾性部２６、２７に設けられた第１の部分２８１と、第１の質量部２１を平面視したときに第１の質量部２１の回動中心軸Ｘを介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分２８２、２８３とを備えている。そして、第１の部分２８１と第２の部分２８２とが１対のコイル２８のうちの一方のコイルを構成し、第１の部分２８１と第２の部分２８３とが１対のコイル２８のうちの他方のコイルを構成している。
これにより、１対のコイル２８の構成を簡単化し、アクチュエータ１の製造をより簡単化することができる。特に、第１の部分２８１が１対のコイル２８の双方に共用されているため、アクチュエータ１の振動特性に対する１対のコイル２８の影響をより少なくし、アクチュエータ１の設計をより簡単化することができる。
より具体的には、１対のコイル２８は、第２の質量部２５および１対の第２の弾性部２６、２７に設けられた第１の部分２８１と、第１の質量部２１を平面視したときに第１の質量部２１の回動中心軸Ｘを介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分２８２、２８３とを備えている。そして、第１の部分２８１と第２の部分２８２とが１対のコイル２８のうちの一方のコイルを構成し、第１の部分２８１と第２の部分２８３とが１対のコイル２８のうちの他方のコイルを構成している。
これにより、１対のコイル２８の構成を簡単化し、アクチュエータ１の製造をより簡単化することができる。特に、第１の部分２８１が１対のコイル２８の双方に共用されているため、アクチュエータ１の振動特性に対する１対のコイル２８の影響をより少なくし、アクチュエータ１の設計をより簡単化することができる。
また、このような１対のコイル２８の各第２の部分２８２、２８３の第１の部分２８１との接続側とは反対側の端には、１対の第１の弾性部２３、２４のそれぞれに沿って形成された１対の配線２９１、２９２が接続されている。
これにより、１対の配線２９１、２９２を介して１対のコイル２８に電圧を印加することができる。このような１対の配線２９１、２９２は、１対の第１の弾性部２３、２４にそれぞれ設けられているため、比較的簡単に、１対の第１の弾性部２３、２４の互いの捩りバネ定数を等しくすることができる。そのため、第１の質量部２１および第２の質量部２５の回動を円滑なものとすることができる。また、１対の配線２９１、２９２は、１対のコイル２８と同時に１回の成膜で形成することができ、アクチュエータ１の製造を簡単化することができる。
これにより、１対の配線２９１、２９２を介して１対のコイル２８に電圧を印加することができる。このような１対の配線２９１、２９２は、１対の第１の弾性部２３、２４にそれぞれ設けられているため、比較的簡単に、１対の第１の弾性部２３、２４の互いの捩りバネ定数を等しくすることができる。そのため、第１の質量部２１および第２の質量部２５の回動を円滑なものとすることができる。また、１対の配線２９１、２９２は、１対のコイル２８と同時に１回の成膜で形成することができ、アクチュエータ１の製造を簡単化することができる。
このような配線２９１の１対のコイル２８とは反対側の端には、端子２９４が設けられ、配線２９２の１対のコイル２８とは反対側の端には、端子２９５が設けられている。このような１対の端子２９４、２９５は、図３に示すように、電源回路５に接続されている。したがって、この電源回路５は、１対の端子２９４、２９５および１対の配線２９１、２９２を介して１対のコイル２８へ交流を印加するように構成されている。これにより、同一電源を用いて１対のコイル２８に磁界を生じさせることができる。そのため、アクチュエータ１の低コスト化および小型化を図ることができる。
また、前述したような２自由度振動系を支持するための支持部２２は、第１の質量部２１の外周を囲むように枠状をなしている。そして、この支持部２２の下面に、支持体３が接合されている。
支持体３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。なお、基体２と支持体３とは、例えば、ガラス、シリコン、またはＳｉＯ２を主材料として構成された接合層を介して接合されていてもよい。
支持体３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。なお、基体２と支持体３とは、例えば、ガラス、シリコン、またはＳｉＯ２を主材料として構成された接合層を介して接合されていてもよい。
支持体３は、基板３１と、この基板３１の上面に接合された枠体３２とを備え、凹部３３を有するトレイ状をなしている。なお、基板３１と枠体３２とは、一体的に形成されていてもよい。また、支持体３の形状は、前述したものに限定されず、枠体３２の剛性や永久磁石４の取り付け位置などによっては、基板３１を省略したような形状であってもよい。また、基体２の支持体３の剛性や形状、永久磁石４の取り付け位置などによっては、支持体３を省略することができる。
このような支持体３にあっては、枠体３２の上面が基体２の支持部２２の下面と接合されることにより、支持体３が基体２をその下方から支持している。
そして、凹部３３は、基体２の２自由度振動系の振動、すなわち第１の質量部２１および第２の質量部２５の回動が回動（振動）する際に、支持体３に接触するのを防止する逃げ部を構成する。凹部（逃げ部）３３を設けることにより、アクチュエータ１全体の大型化を防止しつつ、第１の質量部２１および第２の質量部２５の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。
そして、凹部３３は、基体２の２自由度振動系の振動、すなわち第１の質量部２１および第２の質量部２５の回動が回動（振動）する際に、支持体３に接触するのを防止する逃げ部を構成する。凹部（逃げ部）３３を設けることにより、アクチュエータ１全体の大型化を防止しつつ、第１の質量部２１および第２の質量部２５の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。
また、凹部３３の底面上には、凹部３３内に収まるように、永久磁石４が設けられている。
この永久磁石４は、第１の質量部２１と第２の質量部２５との間に臨むように、永久磁石４の本体から突出形成され、互いに同極性の極性（本実施形態ではＳ極）を有する１対の磁極４１、４２を備えている。すなわち、１対の磁極４１、４２は、平面視したときに、第２の質量部２５と１対の第２の弾性部２６、２７と第１の質量部２１とで画成された２つの空間内にそれぞれ位置するように設けられている。
この永久磁石４は、第１の質量部２１と第２の質量部２５との間に臨むように、永久磁石４の本体から突出形成され、互いに同極性の極性（本実施形態ではＳ極）を有する１対の磁極４１、４２を備えている。すなわち、１対の磁極４１、４２は、平面視したときに、第２の質量部２５と１対の第２の弾性部２６、２７と第１の質量部２１とで画成された２つの空間内にそれぞれ位置するように設けられている。
これにより、第１の質量部２１および第２の質量部２５のそれぞれの回動角を大きくしても、１対のコイル２８と各磁極４１、４２との接触を防止することができる。そのため、１対のコイル２８と各磁極４１、４２との間の距離（図２にて上下方向での距離）を小さくしつつ、第１の質量部２１および第２の質量部２５のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
また、各磁極４１、４２は、第１の質量部２１と第２の質量部２５との間に臨むように設けられているため、コイル２８と磁極４１、４２との間の距離を小さくしつつ、第１の質量部２１および第２の質量部２５のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
また、各磁極４１、４２は、第１の質量部２１と第２の質量部２５との間に臨むように設けられているため、コイル２８と磁極４１、４２との間の距離を小さくしつつ、第１の質量部２１および第２の質量部２５のそれぞれの回動角をより大きくすることができる。
このような永久磁石４は、第１の質量部２１の下方に設けられている。すなわち、前述した１対のコイル２８は、第１の質量部２１の１対の磁極４１、４２側の面付近に設けられている。これにより、コイル２８と磁極４１、４２との間の距離を小さくして、アクチュエータ１をより省電力なものとすることができる。
また、本実施形態では、回動中心軸Ｘ方向において、磁極４１、４２の長さは、それぞれ、第２の質量部２５の長さよりも長くなっている。これにより、コイル２８と磁極４１、４２との接触を防止しつつ、各磁極４１、４２による磁界の強度を大きくすることができる。
また、本実施形態では、回動中心軸Ｘ方向において、磁極４１、４２の長さは、それぞれ、第２の質量部２５の長さよりも長くなっている。これにより、コイル２８と磁極４１、４２との接触を防止しつつ、各磁極４１、４２による磁界の強度を大きくすることができる。
このような１対の磁極４１、４２を有する１つの永久磁石４で磁界発生手段を構成しているため、アクチュエータ１の構成をより簡単化することができる。なお、磁極４１と磁極４２とは別々の永久磁石に備えらたものであってもよい。また、このような１対の磁極４１、４２を備えた磁界発生手段は、永久磁石ではなく、電磁石で構成してもよいが、少なくとも１つの永久磁石で構成されているのが好ましい。これにより、アクチュエータ１の構成を簡単化することができる。また、永久磁石４の極性は、図示のものに限定されず、例えば、１対の磁極４１、４２の極性がそれぞれＮ極であってもよいのは言うまでもない。
このようなアクチュエータ１にあっては、１対のコイル２８と電源回路５と永久磁石４とが、第１の質量部２１を回動させる駆動手段を構成している。
このようなアクチュエータ１にあっては、１対のコイル２８と電源回路５と永久磁石４とが、第１の質量部２１を回動させる駆動手段を構成している。
このような駆動手段は、次のようにして作動し、アクチュエータ１を駆動する。
電源回路５が１対のコイル２８に交番電圧を印加することにより、１対のコイル２８に流れる電流の方向が図３にて実線矢印で示す方向と破線矢印で示す方向とに交互に切り換わる。
このとき、１対のコイル２８に流れる電流の方向が図３にて実線矢印で示す方向である場合、図４（ａ）に示すように、１対のコイル２８（第１の部分２８１および第２の部分２８２で構成されたコイルと、第１の部分２８１および第２の部分２８３で構成されたコイル）が互いに反対方向の磁界を発生させる。そして、この場合、第１の部分２８１および第２の部分２８２で構成されたコイルと、磁極４１との間に反発力が生じ、また、第１の部分２８１および第２の部分２８３で構成されたコイルと、磁極４２との間に吸引力が生じる。
電源回路５が１対のコイル２８に交番電圧を印加することにより、１対のコイル２８に流れる電流の方向が図３にて実線矢印で示す方向と破線矢印で示す方向とに交互に切り換わる。
このとき、１対のコイル２８に流れる電流の方向が図３にて実線矢印で示す方向である場合、図４（ａ）に示すように、１対のコイル２８（第１の部分２８１および第２の部分２８２で構成されたコイルと、第１の部分２８１および第２の部分２８３で構成されたコイル）が互いに反対方向の磁界を発生させる。そして、この場合、第１の部分２８１および第２の部分２８２で構成されたコイルと、磁極４１との間に反発力が生じ、また、第１の部分２８１および第２の部分２８３で構成されたコイルと、磁極４２との間に吸引力が生じる。
一方、１対のコイル２８に流れる電流の方向が図３にて破線矢印で示す方向である場合、前述した場合と逆方向で、１対のコイル２８（第１の部分２８１および第２の部分２８２で構成されたコイルと、第１の部分２８１および第２の部分２８３で構成されたコイル）が互いに反対方向の磁界を発生させる。そして、この場合、第１の部分２８１および第２の部分２８２で構成されたコイルと、磁極４１との間に吸引力が生じ、また、第１の部分２８１および第２の部分２８３で構成されたコイルと、磁極４２との間に反発力が生じる。
これにより、第１の弾性部２３、２４が捩れ変形しながら、図４（ｂ）に示すように、第１の質量部２１が支持部２２に対し回動（振動）する。
そして、この第１の質量部２１の振動（駆動）に伴って、第２の弾性部２６、２７を介して連結されている第２の質量部２５も、第２の弾性部２６、２７を軸に、支持体３の板面（図１における紙面）に対して傾斜するように振動（回動）する。
そして、この第１の質量部２１の振動（駆動）に伴って、第２の弾性部２６、２７を介して連結されている第２の質量部２５も、第２の弾性部２６、２７を軸に、支持体３の板面（図１における紙面）に対して傾斜するように振動（回動）する。
このようなアクチュエータ１にあっては、１対の磁極４１、４２が第１の質量部２１に対しその片側にのみ設けられていても、第１の質量部２１および第２の質量部２５をこれらの回動中心軸Ｘのブレを防止して円滑に回動させることができる。そのため、１対の磁極４１、４２を第１の質量部２１に対しその片側にのみ設けた構成とすることによって、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。また、第１の質量部２１の回動角を抑えつつ第２の質量部２５の回動角を大きくすることができる。そのため、省電力化を図りつつ、第２の質量部２５の回動角を大きくすることができる。
この場合、第２の質量部２５の最大回転角度が、２０°以上となるように構成されるのが好ましい。
この場合、第２の質量部２５の最大回転角度が、２０°以上となるように構成されるのが好ましい。
ところで、このような２自由度振動系では、第１の質量部２１および第２の質量部２５の振幅（振れ角）と、１対のコイル２８に印加する交流電圧の周波数との間に、図５に示すような周波数特性が存在している。
すなわち、かかる振動系は、第１の質量部２１の振幅と、第２の質量部２５の振幅とが大きくなる２つの共振周波数ｆｍ１［ｋＨｚ］、ｆｍ３［ｋＨｚ］（ただし、ｆｍ１＜ｆｍ３）と、第１の質量部２１の振幅がほぼ０となる、１つの反共振周波数ｆｍ２［ｋＨｚ］とを有している。
すなわち、かかる振動系は、第１の質量部２１の振幅と、第２の質量部２５の振幅とが大きくなる２つの共振周波数ｆｍ１［ｋＨｚ］、ｆｍ３［ｋＨｚ］（ただし、ｆｍ１＜ｆｍ３）と、第１の質量部２１の振幅がほぼ０となる、１つの反共振周波数ｆｍ２［ｋＨｚ］とを有している。
この振動系では、１対のコイル２８に印加する交流電圧の周波数Ｆが、２つの共振周波数のうち低いもの、すなわち、ｆｍ１とほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１の振幅を抑制しつつ、第２の質量部２５の振れ角（回転角度）を大きくすることができる。
なお、本明細書中では、Ｆ［ｋＨｚ］とｆｍ１［ｋＨｚ］とがほぼ等しいとは、（ｆｍ１−１）≦Ｆ≦（ｆｍ１＋１）の条件を満足することを意味する。
なお、本明細書中では、Ｆ［ｋＨｚ］とｆｍ１［ｋＨｚ］とがほぼ等しいとは、（ｆｍ１−１）≦Ｆ≦（ｆｍ１＋１）の条件を満足することを意味する。
第１の質量部２１の平均厚さは、それぞれ、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第２の質量部２５の平均厚さは、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第１の弾性部２３、２４のばね定数ｋ１は、１×１０−３〜１×１０５Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
第２の質量部２５の平均厚さは、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第１の弾性部２３、２４のばね定数ｋ１は、１×１０−３〜１×１０５Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
一方、第２の弾性部２６、２７のばね定数ｋ２は、１×１０−４〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第１の質量部２１の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の振れ角をより大きくすることができる。
また、第１の弾性部２３、２４のばね定数をｋ１、第２の弾性部２６、２７のばね定数をｋ２としたとき、ｋ１＞ｋ２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
さらに、第１の質量部２１の慣性モーメントをＪ１とし、第２の質量部２５の慣性モーメントをＪ２としたとき、Ｊ１とＪ２とは、Ｊ１≦Ｊ２なる関係を満足することが好ましく、Ｊ１＜Ｊ２なる関係を満足することがより好ましい。これにより、第１の質量部２１の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
さらに、第１の質量部２１の慣性モーメントをＪ１とし、第２の質量部２５の慣性モーメントをＪ２としたとき、Ｊ１とＪ２とは、Ｊ１≦Ｊ２なる関係を満足することが好ましく、Ｊ１＜Ｊ２なる関係を満足することがより好ましい。これにより、第１の質量部２１の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
ところで、第１の質量部２１と第１の弾性部２３、２４とからなる第１の振動系の固有振動数ω１は、第１の質量部２１の慣性モーメントＪ１と、第１の弾性部２３、２４のばね定数ｋ１とにより、ω１＝（ｋ１／Ｊ１）１／２によって与えられる。一方、第２の質量部２５と第２の弾性部２６、２７とからなる第２の振動系の固有振動数ω２は、第２の質量部２５の慣性モーメントＪ２と、第２の弾性部２６、２７のばね定数ｋ２とにより、ω２＝（ｋ２／Ｊ２）１／２によって与えられる。
このようにして求められる第１の振動系の固有振動数ω１と第２の振動系の固有振動数ω２とは、ω１＞ω２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
このようにして求められる第１の振動系の固有振動数ω１と第２の振動系の固有振動数ω２とは、ω１＞ω２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
以上説明したようなアクチュエータ１は、例えば、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどに適用することができる。
アクチュエータ１を光スキャナとして用いた場合、アクチュエータ１（本発明にかかる光スキャナ）は、光反射部２５１で反射した光を走査する。このような本発明にかかる光スキャナは、第２の質量部２５の回動角を大きくすることができるため、対象物とアクチュエータ１（光スキャナ）との間の距離を小さくすることができる。
このような光スキャナは、例えば、レーザープリンタ、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。
アクチュエータ１を光スキャナとして用いた場合、アクチュエータ１（本発明にかかる光スキャナ）は、光反射部２５１で反射した光を走査する。このような本発明にかかる光スキャナは、第２の質量部２５の回動角を大きくすることができるため、対象物とアクチュエータ１（光スキャナ）との間の距離を小さくすることができる。
このような光スキャナは、例えば、レーザープリンタ、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。
光スキャナとして用いたアクチュエータ１を備えた画像形成装置（本発明にかかる画像形成装置）は、第２の質量部２５の回動角を大きくすることができるため、対象物（例えば、後述する感光体１１やスクリーン１９７）とアクチュエータ１（光スキャナ）との間の距離を小さくしつつ、対象物に対し光を広範囲で主走査および／または副走査することができる。その結果、画像形成装置の小型化を図ることができる。また、本発明の画像形成装置をイメージングディスプレイのような表示装置に適用した場合には、対象物（後述するスクリーン１９７）とアクチュエータ１（光スキャナ）との間の距離を小さくして、画像形成装置の大型化を抑制しつつ、表示領域であるスクリーン（対象物）の大きさを大きくすることができる。
以下、本発明の光スキャナを備えた画像形成装置の具体例を説明する。
まず、電子写真方式を採用するプリンタに本発明を適用した例を説明する。
図６は、本発明の光スキャナを備える画像形成装置（プリンタ）の一例を示す全体構成の模式的断面図である。
図６に示す画像形成装置１０（プリンタ）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。このような画像形成装置１０は、図６に示すように、図示矢印方向に回転する感光体１１を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット１２、露光ユニット１３、現像ユニット１４、転写ユニット１５、クリーニングユニット１６が配設されている。また、画像形成装置１０は、図６にて、下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ１７が設けられ、上部に、定着装置１８が設けられている。
まず、電子写真方式を採用するプリンタに本発明を適用した例を説明する。
図６は、本発明の光スキャナを備える画像形成装置（プリンタ）の一例を示す全体構成の模式的断面図である。
図６に示す画像形成装置１０（プリンタ）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。このような画像形成装置１０は、図６に示すように、図示矢印方向に回転する感光体１１を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット１２、露光ユニット１３、現像ユニット１４、転写ユニット１５、クリーニングユニット１６が配設されている。また、画像形成装置１０は、図６にて、下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ１７が設けられ、上部に、定着装置１８が設けられている。
感光体１１は、例えば、円筒状の導電性基材（図示せず）の外周面に感光層（図示せず）を形成してなり、その軸線まわりに回転可能となっている。
帯電ユニット１２は、コロナ帯電などにより感光体１１の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット１３は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体１１上に、レーザーを選択的に照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
より具体的に説明すると、露光ユニット１３は、図７に示すように、光スキャナであるアクチュエータ１と、レーザー光源１３１と、コリメータレンズ１３２と、ｆθレンズ１３３とを有している。
帯電ユニット１２は、コロナ帯電などにより感光体１１の表面を一様に帯電するための装置である。
露光ユニット１３は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体１１上に、レーザーを選択的に照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
より具体的に説明すると、露光ユニット１３は、図７に示すように、光スキャナであるアクチュエータ１と、レーザー光源１３１と、コリメータレンズ１３２と、ｆθレンズ１３３とを有している。
このような露光ユニット１３にあっては、レーザー光源１３１からコリメータレンズ１３２を介してアクチュエータ１（光反射部２５１）にレーザー光Ｌが照射される。そして、光反射部２５１で反射したレーザー光Ｌがｆθレンズを介して感光体１１上に照射される。
その際、アクチュエータ１の駆動（第２の質量部２５の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２５１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１の軸線方向に走査（主走査）される。一方、感光体１１の回転により、光反射部２５１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１の周方向に走査（副走査）される。また、レーザー光源１３１から出力されるレーザー光Ｌ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。
このようにして露光ユニット１３は、感光体１１上を選択的に露光して画像形成（描画）を行う。
その際、アクチュエータ１の駆動（第２の質量部２５の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２５１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１の軸線方向に走査（主走査）される。一方、感光体１１の回転により、光反射部２５１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１の周方向に走査（副走査）される。また、レーザー光源１３１から出力されるレーザー光Ｌ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。
このようにして露光ユニット１３は、感光体１１上を選択的に露光して画像形成（描画）を行う。
現像ユニット１４は、４つの現像装置１４１、１４２、１４３、１４４と、これらの現像装置を保持する保持体１４５を有し、保持体１４５を軸１４６まわりに回転させることにより、各現像装置を感光体１１に選択的に対向させるようになっている。ここで、現像装置１４１はブラック（Ｋ）トナー用の現像装置、現像装置１４２はマゼンタ（Ｍ）トナー用の現像装置、現像装置１４３はシアン（Ｃ）トナー用の現像装置、現像装置１４４はイエロー（Ｙ）トナー用の現像装置である。
転写ユニット１５は、エンドレスベルト状の中間転写ベルト１５１と、この中間転写ベルト１５１を張架する３つのローラ（一次転写ローラ１５２、従動ローラ１５３、駆動ローラ１５４）と、中間転写ベルト１５１を介して駆動ローラ１５４に対向する二次転写ローラ１５５とを有している。
中間転写ベルト１５１は、駆動ローラ１５４の回転により、一次転写ローラ１５２および従動ローラ１５３を従動回転させながら、図６に示す矢印方向に、感光体１１とほぼ同じ周速度にて回転駆動されるようになっている。
一次転写ローラ１５２は、感光体１１に形成された単色のトナー像を中間転写ベルト１５１に転写するための装置である。
二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１５１上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写するための装置である。
中間転写ベルト１５１は、駆動ローラ１５４の回転により、一次転写ローラ１５２および従動ローラ１５３を従動回転させながら、図６に示す矢印方向に、感光体１１とほぼ同じ周速度にて回転駆動されるようになっている。
一次転写ローラ１５２は、感光体１１に形成された単色のトナー像を中間転写ベルト１５１に転写するための装置である。
二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１５１上に形成された単色やフルカラーなどのトナー像を、紙、フィルム、布等の記録媒体Ｐに転写するための装置である。
定着装置１８は、前記トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐを加熱および加圧することにより、前記トナー像を記録媒体Ｐに融着させて永久像として定着させるための装置である。
クリーニングユニット１６は、一次転写ローラ１５２と帯電ユニット１２との間で感光体１１の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード１６１を有し、一次転写ローラ１５２によって中間転写ベルト１５１上にトナー像が転写された後に、感光体１１上に残存するトナーをクリーニングブレード１６１により掻き落として除去するための装置である。
クリーニングユニット１６は、一次転写ローラ１５２と帯電ユニット１２との間で感光体１１の表面に当接するゴム製のクリーニングブレード１６１を有し、一次転写ローラ１５２によって中間転写ベルト１５１上にトナー像が転写された後に、感光体１１上に残存するトナーをクリーニングブレード１６１により掻き落として除去するための装置である。
このような画像形成装置１０にあっては、まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体１１、現像ユニット１４に設けられた現像ローラ（図示せず）、および中間転写ベルト１５１が回転を開始する。そして、感光体１１は、回転しながら、帯電ユニット１２により順次帯電される。
感光体１１の帯電された領域は、感光体１１の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット１３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１１の帯電された領域は、感光体１１の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット１３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１１上に形成された潜像は、感光体１１の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像のための現像装置１４４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体１１上にイエロートナー像が形成される。このとき、現像ユニット１４は、現像装置１４４が、前記現像位置にて感光体１１と対向している。
感光体１１上に形成されたイエロートナー像は、感光体１１の回転に伴って一次転写位置（すなわち、感光体１１と一次転写ローラ１５２との対向部）に至り、一次転写ローラ１５２によって、中間転写ベルト１５１に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ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。なお、この間、二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１５１から離間している。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第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。
感光体１１上に形成されたイエロートナー像は、感光体１１の回転に伴って一次転写位置（すなわち、感光体１１と一次転写ローラ１５２との対向部）に至り、一次転写ローラ１５２によって、中間転写ベルト１５１に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ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。なお、この間、二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１５１から離間している。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第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。
一方、記録媒体Ｐは、給紙トレイ１７から、給紙ローラ１７１、レジローラ１７２によって二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ１５５と駆動ローラ１５４との対向部）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り、二次転写ローラ１５５によって記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ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１８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、排紙ローラ対１７３によって画像形成装置１０の外部へ排出される。
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り、二次転写ローラ１５５によって記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ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１８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、排紙ローラ対１７３によって画像形成装置１０の外部へ排出される。
一方、感光体１１は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット１６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１６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１８によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラ対１７３により挟持した後に、排紙ローラ対１７３を反転駆動するとともに、搬送ローラ対１７４、１７６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。
両面プリントの場合には、定着装置１８によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラ対１７３により挟持した後に、排紙ローラ対１７３を反転駆動するとともに、搬送ローラ対１７４、１７６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。
次に、イメージングディスプレイ（表示装置）に本発明を適用した例を説明する。
図８は、本発明の画像形成装置（イメージングディスプレイ）の一例を示す概略図である。
図８に示す画像形成装置１９は、光スキャナであるアクチュエータ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１９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を介してアクチュエータ１（光反射部２５１）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。
図８は、本発明の画像形成装置（イメージングディスプレイ）の一例を示す概略図である。
図８に示す画像形成装置１９は、光スキャナであるアクチュエータ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１９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を介してアクチュエータ１（光反射部２５１）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、光反射部２５１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、アクチュエータ１の駆動（第２の質量部２５の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２５１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、光反射部２５１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。
このようにして画像形成装置１９は、スクリーン１９７上を画像形成（描画）を行う。
その際、アクチュエータ１の駆動（第２の質量部２５の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２５１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、光反射部２５１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。
このようにして画像形成装置１９は、スクリーン１９７上を画像形成（描画）を行う。
以上、本発明のアクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明のアクチュエータ等では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、アクチュエータの中心を通り質量部や駆動部の回動軸線に直角な面に対しほぼ対称（左右対称）な形状をなしている構造を説明したが、非対称であってもよい。
また、前述した実施形態では、光反射部が第２の質量部の上面（支持基板とは逆側の面）に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆に設けられている構成であってもよい。
また、前述した実施形態では、アクチュエータの中心を通り質量部や駆動部の回動軸線に直角な面に対しほぼ対称（左右対称）な形状をなしている構造を説明したが、非対称であってもよい。
また、前述した実施形態では、光反射部が第２の質量部の上面（支持基板とは逆側の面）に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆に設けられている構成であってもよい。
１‥‥‥アクチュエータ ２‥‥‥基体 ２１‥‥‥第１の質量部 ２２‥‥‥支持部 ２３、２４‥‥‥第１の弾性部 ２５‥‥‥第２の質量部 ２５１‥‥‥光反射部 ２６、２７‥‥‥第２の弾性部 ２８‥‥‥コイル ２８１‥‥‥第１の部分 ２８２、２８３‥‥‥第２の部分 ２９１、２９２‥‥‥配線 ２９４、２９５‥‥‥端子 ４‥‥‥永久磁石（磁界発生手段） ４１、４２‥‥‥磁極 ３‥‥‥支持体 ３１‥‥‥基板 ３２‥‥‥枠体 ３３‥‥‥凹部 ５‥‥‥電源回路（電圧印加手段） １０‥‥‥画像形成装置 １１‥‥‥感光体 １２‥‥‥帯電ユニット １３‥‥‥露光ユニット １４‥‥‥現像ユニット １５‥‥‥転写ユニット １６‥‥‥クリーニングユニット １７‥‥‥給紙トレイ １８‥‥‥定着装置 １３１‥‥‥レーザー光源 １３２‥‥‥コリメータレンズ １３３‥‥‥ｆθレンズ １４１〜１４４‥‥‥現像装置 １４５‥‥‥保持体 １４６‥‥‥軸 １５１‥‥‥中間転写ベルト １５２‥‥‥一次転写ローラ １５３‥‥‥従動ローラ １５４‥‥‥駆動ローラ １５５‥‥‥二次転写ローラ １６１‥‥‥クリーニングブレード １７１‥‥‥給紙ローラ １７２‥‥‥レジローラ １７３‥‥‥排紙ローラ対 １７４、１７６‥‥‥搬送ローラ対 １７５‥‥‥搬送路 １９１〜１９３‥‥‥光源 １９４‥‥‥クロスダイクロイックプリズム １９５‥‥‥ガルバノミラー １９６‥‥‥固定ミラー １９７‥‥‥スクリーン ２５１‥‥‥光反射部 Ｐ‥‥‥記録媒体 Ｘ‥‥‥回動中心軸
Claims (13)
- 枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように設けられ、互いに同極性の極性を有する１対の磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。 - 前記各コイルは、単層の金属層で構成されている請求項１に記載のアクチュエータ。
- 前記各第２の部分の前記第１の部分との接続側とは反対側の端に接続され、前記１対の第１の弾性部のそれぞれに沿って形成された１対の配線を有する請求項１または２に記載のアクチュエータ。
- 前記磁界発生手段は、少なくとも１つの永久磁石で構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記磁界発生手段は、前記１対の磁極を有する１つの永久磁石で構成されている請求項４に記載のアクチュエータ。
- 前記１対のコイルは、前記第１の質量部の前記１対の磁極側の面付近に設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記１対の磁極は、前記平面視したときに、前記第２の質量部と前記１対の第２の弾性部と前記第１の質量部とで画成された２つの空間内にそれぞれ位置するように設けられている請求項１ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記各磁極は、前記第１の質量部と前記第２の質量部との間に臨むように設けられている請求項７に記載のアクチュエータ。
- 前記回動中心軸方向において、前記磁極の長さは、前記第２の質量部の長さよりも長い請求項８に記載のアクチュエータ。
- 前記電圧印加手段は、前記コイルへ交流を印加するように構成されている請求項１ないし９のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 前記第２の質量部は、光反射性を有する光反射部を備える請求項１ないし１０のいずれかに記載のアクチュエータ。
- 枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように１対設けられた磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする光スキャナ。 - 枠状をなす第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対して支持するように連結されてなる１対の第１の弾性部と、
前記第１の質量部の前記枠状の内側に設けられ、光反射性を有する光反射部を備えた第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対して支持するように連結されてなる１対の第２の弾性部と、
前記第１の質量部を回動させる駆動手段と、
前記光反射部へ向けて光を照射する光照射手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記１対の第１の弾性部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、前記１対の第２の弾性部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させ、前記光反射部で反射した光を主走査および／または副走査し、対象物上に画像を形成するように構成された画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記第１の質量部を平面視したときに前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに逆向きに周回するように前記第１の質量部と前記回動中心軸とに沿って形成されてなる１対のコイルと、該１対のコイルに電圧を印加する電圧印加手段と、前記第１の質量部の片側にて前記各コイルに対向するように１対設けられた磁極を備えた磁界発生手段とを備え、
前記１対のコイルは、前記第２の質量部および前記１対の第２の弾性部に設けられた第１の部分と、前記平面視で前記第１の質量部の回動中心軸を介してその両側部分にそれぞれ設けられた１対の第２の部分とを備え、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの一方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの一方のコイルを構成し、前記第１の部分と、前記１対の第２の部分のうちの他方の第２の部分とが、前記１対のコイルのうちの他方のコイルを構成し、
前記電圧印加手段の作動により、前記１対のコイルが互いに反対方向の磁界を発生させ、前記第１の質量部を回動させるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
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