JP4663550B2

JP4663550B2 - 光走査装置および画像形成装置

Info

Publication number: JP4663550B2
Application number: JP2006049927A
Authority: JP
Inventors: 光美藤井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2026-02-27
Also published as: JP2007226108A

Description

本発明は、マイクロマシニング技術を応用した微小光学系を有する光走査装置に関し、例えば、デジタル複写機、及びレーザプリンタ等の書込系に用いられる光走査装置、あるいはバーコードリーダー等の読み取り装置などに好適な技術に関する。

従来の振動ミラーでは、同一直線上に設けられた２本の梁で支持されたミラー基板を、ミラー基板に対向する位置に設けた電極との間の静電引力で、２本の梁をねじり回転軸として往復振動させている（例えば、非特許文献１参照）。マイクロマシニング技術で形成されるこの光走査装置は、従来のモーターを使ったポリゴンミラーの回転による光走査装置と比較して、構造が簡単で半導体プロセスでの一括形成が可能なため、小型化が容易で製造コストも低く、また単一の反斜面であるため複数面による精度のばらつきがなく、さらに往復走査であるため高速化にも対応できる等の効果が期待できる。

このような静電駆動の振動ミラーとしては、梁をＳ字型として剛性を下げ、小さな駆動力で大きな振れ角が得られるようにしたもの（例えば、特許文献１参照）、梁の厚さをミラー基板、フレーム基板よりも薄くしたもの（例えば、特許文献２参照）、固定電極をミラー部の振動方向に重ならない位置に配置したもの（例えば、特許文献３、非特許文献２参照）、また、対向電極をミラーの振れの中心位置から傾斜させて設置することで、ミラーの振れ角を変えずに駆動電圧を下げたものがある（例えば、非特許文献３参照）。

ＩＢＭＪ．Ｒｅｓ．ＤｅｖｅｌｏｐＶｏｌ．２４（１９８０）Ｔｈｅ１３ｔｈＡｎｎｕａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＭＥＭＳ２０００（２０００）ｐ．４７３−４７８Ｔｈｅ１３ｔｈＡｎｎｕａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＭＥＭＳ２０００（２０００）ｐ．６４５−６５０特許第２９２４２００号公報特開平７−９２４０９号公報特許第３０１１１４４号公報特開平９−１９７３３４号公報

図１７を参照して、従来の問題点を説明する。図１７（ａ）に示される光偏向素子において、環境温度が変化したとき光偏向素子の共振周波数が変化し、そのために光偏向素子の振れ角が減少するという問題がある。

図１７（ａ）、（ｂ）に示す、同一直線上に設けた２本の梁を回転軸として支持されたミラー基板（可動部）４４と、ミラー基板４４に設けた可動電極４６と、可動電極４６に対向して設けた固定電極２０を有し、可動電極４６と固定電極２０との間の静電引力で、２本の梁４５をねじり回転軸としてミラー基板４４を往復振動させる光偏向素子において、共振周波数は、近似的に以下の式で与えられる。

ｆ＝（１／２π）v（Ｋθ／Ｉ）（１）
但しＫθ＝捻りバネ定数、
Ｋθ＝β・ｔ・ｃ＾３・Ｅ／Ｌ（１＋ｖ）
ｔ；バネ厚さ、Ｌ；長さ、ｃ；幅ｖ；ポアッソン比
Ｉ＝ミラー慣性モーメント
Ｓｉの温度係数をΔｈｔとするとき、温度Ｔにおけるヤング率は、以下の式で与えられる。

ヤング率Ｅ＝Ｅ０（１−Δｈｔ＊Ｔ）（２）
但しＥ０＝１．９ｅ＋１２（ｄｙｎｅ／ｃｍ２）、
Δｈｔ＝７５ｅ−６／°ｃ
式（２）より、温度Ｔが高くなれば、ヤング率Ｅが小さくなることが分かる。これにより、（１）において、温度Ｔが大きくなれば共振周波数は、小さくなることが分かる。

図１７（ｃ）は、温度と共振周波数の関係の実測結果を示す。同図において、温度変化に応じて共振周波数が変化しているのが分かる。

そこで、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、このような共振周波数のばらつきを抑えるため、弾性変形部１３に電気抵抗素子６を設けて、電気抵抗素子６に通電することにより電気抵抗素子６が発熱し、弾性変形部１３の温度が変化し、これにより弾性変形部１３のバネ定数が変化し、振動の共振周波数を変化させる方法が提案されている（例えば、特許文献４を参照）。

弾性変形部１３に電気抵抗素子６を設けることにより、環境温度の変動による共振周波数の変動を抑えることも可能となる。しかし、弾性変形部１３に電気抵抗素子６を設けるためのプロセスが複雑でありコストアップの原因となる。また電気抵抗素子６の温度制御回路３０が必要となり、同じくコストアップの要因となる。
また、共振周波数のばらつきによる振れ角のばらつきという問題もある。上記したように、共振周波数は近似的に（１）式で与えられる。ミラー形状のばらつきにより慣性モーメントＩがばらつく。また、ねじり梁形状のばらつきによりバネ定数Ｋθがばらつく。これにより、（１）式より共振周波数のばらつきが発生する。

このような共振周波数のばらつき特性をもった光走査装置を、レーザープリンタ等の光書き込み装置に用いた場合の問題点について検討する。

図１６（ａ）に示されるレーザープリンタの書き込み装置は、複数個の光走査装置から構成され、主走査方向に配置されている。書き込み幅に対して、複数個の光走査装置により書き込みを行う。この光走査装置の共振周波数のばらつきを測定した結果を図１９（ａ）に示す。また、光走査装置の振れ角周波数特性の測定結果を図１９（ｂ）に示す。このようなレーザープリンタの場合、光書き込み装置は、同一周波数の駆動信号Ｆｄにより駆動される。この駆動信号Ｆｄにおける各光走査装置の振れ角周波数特性を図１９（ｃ）に示す。図１９（ｃ）において、各走査装置の振れ角は、駆動信号と各周波数特性との交点で与えられ、振れ角のばらつきは図１９（ｃ）に示される範囲で与えられる。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、従来例のような電気抵抗素子などによる温度制御を行うことなく、環境温度が変化しても振れ角の変動が少ない光偏向素子構造を提供し、また、共振周波数のばらつきによる振れ角のばらつきの少ない光走査装置および画像形成装置を提供することにある。

本発明は、ミラーの両端面に設けた可動電極と、それと対向して各々設けた第１の固定電極と、前記第１の固定電極の揺動方向同一面に重ねて設けた第２の固定電極とから構成されて、第１の固定電極、ミラーは一直線上に配置されており、ミラー側面に同一直線上に設けた梁を捻り回転軸として往復振動し、光源からのビームを偏向走査する光走査装置において、ミラーの両端面可動電極と第１の固定電極間に作用する静電気力と、ミラーの両端面可動電極と第２の固定電極間に作用する静電気力のどちらか一方の静電気力によりミラーを振動させ、前記静電気力の駆動周波数を、ミラーの慣性と梁の捻りバネ定数で定まる共振周波数と比較して、駆動周波数が共振周波数より大きい場合、第１の固定電極に駆動信号を印加し、駆動周波数が共振周波数より小さい場合、第２の固定電極に駆動信号を印加することを最も主要な特徴とする。

本発明（請求項１）によると、振れ角の周波数特性が、従来構成の周波数特性よりブロードな特性になり、また、振れ角のばらつきが低減する。また、定格振れ角θｍを満足する周波数帯域を大きくとることができる。
本発明（請求項２）によると、従来のポリゴンスキャナーに比較して部品数が非常に少ないので、ローコスト化が期待できる。

本発明（請求項２）によると、周波数変化に対して、振れ角変化の大きい領域を除外できるので、光走査装置が安定に動作する。

本発明（請求項３）によると、定格振れ角θｍを満足する周波数帯域を大きくとることができる。

本発明（請求項４）によると、第二の固定電極とミラー電極間に作用する静電気力の作用角度を広げることができ、これにより振れ角周波数特性の帯域を拡大することができる。

本発明（請求項５）によると、ミラー基板がベース基板とカバーガラスとの空間に減圧封止されているので、粘性抵抗係数が小さくなり、振れ角を大きくできる。

本発明（請求項６）によると、ミラーの振れ角を大きくできる。

本発明（請求項７）によると、第一の固定電極と第二の固定電極が櫛歯形状をしているので、電極間の対向面積を大きくすることができる。その結果、対向面積に比例する静電気力が大きくなり、これより振動振幅を大きくできる。

本発明（請求項８）によると、従来のポリゴンスキャナーに比較して部品数が非常に少ないので、ローコスト化が期待できる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

実施例１：
図１は、本発明の実施例１の構成を示す。図１（ｂ）は、図１（ａ）の断面図である。図１（ａ）において、４２は第一の基板、４３は第二の基板である。第一の基板４２には、エッチングによる加工により可動部４４の両側面に、捻りバネ４５，４５’が設けられている。また、可動部４４の両端面に可動電極４６，４６’が設けられ、それと対向して第一の固定電極５１、５２を形成している。第一の基板４２は、分離溝４９により、ミラー面を有する可動部４４と第一固定電極５１と第一固定電極５２に分割される。

第二の基板４３が、第一の基板４２と絶縁層４８を介して接合され、可動部４４の揺動空間５９が形成されている。第二の基板４３は、分離溝４９により、２つの第二固定電極５３、５４に分割される。

本実施例では、第一の固定電極と可動電極間に電圧を印加し、二つの電極間に作用する静電気力を駆動力とする場合と、第二の固定電極と可動電極間に電圧を印加し、二つの電極間に作用する静電気力を駆動力とする場合がある。

光走査装置の力学的モデルとして、一自由度振動系を取り上げて、光走査装置の動作を説明する。

一自由度系振動系で、バネが非線形性を有するモデルにより解析を行う（ｄｕｆｆｉｎｇの方程式）。

図２において、
・ねじりバネ／静電気トルクを、線形バネ定数ｋ、非線形バネ常数βのバネでモデル化し、
・ミラーの慣性を、質点（Ｉ）でモデル化し、
・空気粘性を、ダシュポット（ｃ）でモデル化し、
・外力を、振幅ｑ、角速度ω０の正弦波でモデル化とすると、
Ｉ・Ｘ”＋ｃ・Ｘ’＋（ｋ・Ｘ＋β・Ｘ＾３）＝ｑ・ｃｏｓωｔ（３）
となる（Ｘは変位、Ｘ’は１階微分、Ｘ”は２階微分、Ｘ＾３は３階微分）。

この一自由度振動系に正弦波外力が作用するモデルにより、振動特性解析を行う。
（Ａ）第一の固定電極と可動電極間に電圧を印加し、二つの電極間に作用する静電気力を駆動力とする場合：
図３（ａ）は、第一の固定電極５１，５２と可動電極間４６の間に作用するトルクを示している。（３）式における戻りバネ力は、捻りバネ力と静電気トルクＴｒｑの和で与えられる。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される第一の固定電極と可動電極間の静電気力を求めた結果を示す。計算は有限要素法により求めた。この静電トルクとねじりバネ力を加え合わせた力が、ミラーの戻り力として作用する。

図３（ｃ）は、静電トルクとねじりバネ力を加え合わせた力、戻り力（ｋ・Ｘ＋βＸ＾３）を示す。この戻り力は、原点に対して対称であり、振れ角θ＞０において、上に凸、振れ角θ＜０において、下に凸である。よって、３次の多項式（ｋ・Ｘ＋βＸ＾３、但しβ＜０）で近似できる。

方程式（３）から、定常状態での周波数応答特性を求めた結果を、図５（ｂ）に示す。

図５（ｂ）において、斜線部は（３）式の定常状態の解が存在しない範囲を示す。この解の存在範囲により、非線形振動系に特有な跳躍減少とヒステリシス減少が発生する。斜線部に定常解が存在し得ないため、駆動周波数の上昇及び下降に応じて、周波数応答が不連続に変化する。駆動周波数を上昇させていくとき、Ａ’−＞Ｂ’の跳躍が生じる。また、駆動周波数を減少させていくとき、Ｃ’−＞Ｄ’の跳躍が生じる。

図５（ｂ）は、上記結果から得られる周波数を下降させた場合の応答曲線を示し、いわゆるソフトスプリング効果（駆動周波数が低くなるに従って共振点Ｃ’が低くなる現象）が現れていることがわかる。
（Ｂ）第二の固定電極と可動電極間に電圧を印加し、二つの電極間に作用する静電気力を駆動力とする場合：
図４（ａ）は、第二の固定電極５３，５４と可動電極間４６の間に作用するトルクを示している。（３）式における戻りバネ力は、捻りバネ力と静電トルクの和で与えられる。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される第二の固定電極と可動電極間の静電気力を求めた結果を示す。計算は有限要素法により求めた。この静電トルクとねじりバネ力を加え合わせた力が、ミラーの戻りバネ力として作用する。

図４（ｃ）は、静電トルクとねじりバネ力を加え合わせた力、戻り力を示す。この戻り力は、原点に対して対称であり、振れ角θ＞０において、下に凸、振れ角θ＜０において、上に凸である。よって、３次の多項式（ｋ・Ｘ＋βＸ＾３、但しβ＞０）で近似できる。これは、上記（Ａ）の場合と全く逆になる。

方程式（３）から、定常状態での周波数応答特性を求めた結果を、図５（ａ）に示す。

図５（ａ）において、斜線部は式（３）の定常状態の解が存在する範囲を示す。この解の存在範囲により、非線形振動系に特有な跳躍減少とヒステリシス減少が発生する。斜線部に定常解が存在し得ないため、駆動周波数の上昇及び下降に応じて周波数応答が不連続に変化する。駆動周波数を上昇させていくとき、Ａ−＞Ｂの跳躍が生じる。また、駆動周波数を減少させていくとき、Ｃ−＞Ｄの跳躍が生じる。

図５（ａ）は、上記結果から得られる周波数を上昇させた場合の応答曲線を示し、ハードスプリング効果（駆動周波数が高くなるに従って共振点Ａが高くなる現象）が現れていることがわかる。

図５（ｃ）は、上記した（Ａ）、（Ｂ）の場合の解析結果を基に両方の場合の振れ角周波数応答を、同一グラフに示した図である。（Ａ）、（Ｂ）の両方の応答曲線は、ミラーの慣性と捻り梁の捻りバネ定数で定まる共振周波数でピーク値をもつ。そして、図５（ｃ）に示すように、振れ角周波数特性において、従来構成の周波数特性より、ブロードな特性になっていることがわかる。図６は、本発明の光走査装置を複数個、同時に使用した場合の振れ角のばらつきを示す。単一の駆動信号周波数（Ｆｄ）に対する振れ角を、各光走査装置の振れ角応答特性から求める。周波数Ｆｄと各走査装置の振れ角応答特性との交点が、周波数（Ｆｄ）での振れ角を与える。これにより、振れ角ばらつきを求めると、図６に示すように、従来例に比較して振れ角のばらつきが低減しているのがわかる。

光偏向素子として必要とされる振れ角をθｍとする。図７は、この振れ角θｍを振れ角周波数特性に追加した図である。図７において、以下の方法により振れ角θ以上の帯域を求めると、ｆ１〜ｆ２、ｆ３〜ｆ４となる。
（１）共振周波数近傍は、周波数変化に対する振れ角の変化が著しいこと、更に周波数帯域として、非常に狭い帯域であるので除外しても実用上差し支えない。
（２）振れ角は静電気力に比例し、静電気力は印加電圧に比例する。振れ角θｍより振れ角が大きい領域では、印加電圧を低下させることにより、振れ角θｍに調整一致させることが出来る。よって、共振周波数近傍を除いた領域を駆動領域として設定する。

（第１の駆動方法）
図１（ｂ）において、光走査装置５５には駆動回路６０、比較回路６１が追加されている。可動部４４はＧＮＤに接続されていて、第一の固定電極５１、５２、第二の固定電極５３、５４はそれぞれ駆動回路６０に接続されている。

画像信号生成装置（図示せず）からの画像信号に応じた光偏向素子駆動信号６２は、最初に比較回路６１に入力される。比較回路６１では、駆動信号周波数６２と、図１（ａ）に示すミラー可動部の慣性と捻りバネによって決定される共振周波数を比較する。駆動信号周波数６２が共振周波数より高い場合、比較回路６１は第一の固定電極５１、５２を選択し、駆動回路６０は可動部の可動電極４６と第一の固定電極５１、５２間に電圧を印加する。

駆動信号周波数６２が共振周波数より低い場合、比較回路６１は第二の固定電極５３、５４を選択し、駆動回路６０は可動部の可動電極４６と第二の固定電極５３、５４間に電圧を印加する。

上記したように、光走査装置の駆動信号と共振周波数を比較した結果を基に、第１の固定電極に駆動信号を印加するか、第２の固定電極に駆動信号を印加するかを判定しているので、図７に示すように、定格振れ角θｍを満足する周波数帯域を大きくとれる。

図８に示すように、第二の固定電極５３、５４の厚さを、第一の固定電極５１，５２の厚さよりも厚くする。典型的には、第二の固定電極５３，５４の厚さは、第一の固定電極５１，５２の２倍程度に設定される。

このような構成を採る、第二の固定電極５３，５４と可動電極間４６に電圧を印加し、二つの電極間に作用する静電気力を求めた結果を図９（ｂ）に示す。電極の厚さを厚くすることにより、静電気力がほぼ作用しなくなる角度θ０‘が、厚くしない場合の角度θ０より広くなっていることがわかる。なお、図９（ａ）は第二の固定電極と可動電極間に作用するトルクを示し、図９（ｃ）は戻り力を示す。図１０は、求めた定常状態での振れ角の周波数特性を示す。これにより、静電トルクの作用範囲が増加し、振れ角の帯域幅が増加していることがわかる。

図１１は、光走査装置を組み立てる図を示す。（ｂ）はアッセンブリーされた状態の断面図である。図１１（ａ）において、３１はガラス等の透明部材からなるカバー基板、４２は捻り回転軸４５と可動部４４を有する第一基板、３５は第一基板４２に電気的に接続するための貫通電極３６を有し、封止するためのベース基板である。第一基板４２は、分離溝４９により、可動電極４６とミラー３３を有する可動部４４と、固定電極５１、５２を有する固定部５８に分割されている。ベース基板３５には、固定電極５１〜５４と可動電極４６にそれぞれ接続される貫通電極３６が設けられている。図１１（ｂ）において、貫通電極３６は固定部４７に接触し、電気的に接続されている。同様に、可動部は貫通電極３６に接触し、電気的な接続がとられている。

（第２の駆動方法）
本発明の光走査装置の共振点付近での振れ角θｒｅｓは以下の式（４）で与えられる。
θｒｅｓ＝（Ｔｒｑ／Ｉ）＊Ｋ（ｆ０，Ｃ）（４）
但し、Ｋ（ｆ０、Ｃ）は、共振周波数ｆ０、粘性抵抗Ｃの関数であり、ｆ０、Ｃに反比例する。

Ｋθ：捻りバネ定数
Ｔｒｑ：電極間静電トルク
Ｉ：ミラー慣性モーメント
Ｃ：粘性抵抗係数
Ｋ（ｆ０，ｃ）は、共振周波数ｆ０＝ｃｏｎｓｔとした場合、粘性抵抗係数ｃに反比例する。

図１２に示すように、粘性抵抗は、圧力とほぼ比例関係にある。圧力が低くなると、粘性抵抗係数を小さくできる。そのため、Ｋ（ｆ０，ｃ）は大きくなり、振れ角θｒｅｓは大きくなる。

駆動回路６０は、第一の固定電極５１，５２に対しては、駆動信号６２の２倍の周波数の駆動パルスを生成する。駆動回路６０は、第二の固定電極５３，５４に対しては、駆動信号６２と同じ周波数の駆動パルスを生成する。これらの駆動パルスにより、可動部４４は、第一、第二の固定電極とミラー可動電極４６間に発生する静電気力により振動を開始する。振動開始時は、固有振動数で振動を開始し、定常状態になると、駆動信号６２の周波数と同じ周波数で振動する。

図１３、１４を参照して動作を説明する。可動電極４６と第一の固定電極間５１，５２に発生する静電気力により加振される場合について説明する（図１３（ａ））。可動電極４６と第一の固定電極間に発生する静電気力は、可動部４４を振動中心６３に引き戻す方向の力が作用する。そのため、可動部４４が中心に向かって回転するタイミングで印加することが出来る。可動部の振動は、中心に向かって動いている状態であるので、可動部の回転方向と一致し加速する。したがって、図１４に示すように、駆動周波数の２倍の周波数の駆動信号で加振することが出来る。

次に、可動電極４６と第二の固定電極間に発生する静電気力により加振される場合について説明する（図１３（ｂ））。可動電極４６と第二の固定電極間に発生する静電気力は、可動電極４４を振動中心に引き戻す方向の力を利用する。第二の固定電極５３，５４の場合、振動中心に対して電極配置が非対称である。可動部が中心に向かって運動するタイミングで印加する場合、可動部の振動一サイクルに対して一回の加振が出来る。これにより、ミラー３３の振れ角を大きくできる。

実施例２：
図１５は、本発明の実施例２の構成を示す。図１５において、４２は第一の基板、４３は第二の基板である。第一の基板４２は、エッチングによる加工により、可動部４４の両側面に捻りバネ４５，４５’が設けられている。また可動部４４の両端面に可動電極４６，４６’が設けられ、それと対向して第一の固定電極（Ａ），（Ｂ）を形成している。可動電極４６、４６’は櫛歯状に形成されている。第一の基板４２は、分離溝４９により、ミラーを有する可動部４４と第一固定電極（Ａ）５１と第一固定電極（Ｂ）５２に分割される。同じく第一固定電極（Ａ），（Ｂ）は櫛歯状に形成されている。第二の基板４３が、第一の基板４２と絶縁層４８を介して接合され、可動部４４の揺動空間５９が形成されている。第二の基板４３は、分離溝４９により、２つの第二固定電極（Ａ）、（Ｂ）に分割される。第二固定電極（Ａ），（Ｂ）は櫛歯状に形成され、第一、第二固定電極と可動電極は狭いギャップで、入れ子状態で対向している。

可動部の両端面に設けられた可動電極とそれに対向して各々設けられた第一の固定電極と、上記第一の固定電極と揺動方向に重ねて設けられた第二の固定電極は、それぞれ櫛歯形状をしているので、電極間の対向面積を大きくでき、また、静電気力は対向面積に比例するので、振動振幅を大きくできる。

実施例３：
図１６は、本発明の実施例３の構成を示す。図１６（ａ）は本発明の光走査装置を備えた光書き込み手段を示し、（ｂ）は本発明の光走査装置を備えた画像形成装置を示す。図１６において、本発明の光走査装置からなる光書き込み装置は、複数個の光走査装置４０を主走査方向に配置されている。書き込み幅に対して、複数個の光走査装置４０により書き込みを行う。８５は半導体レーザーであり、画像信号生成装置（図示せず）による画像信号に基づき発光する。レーザー光８６は光走査装置４０に入射し、光走査装置のミラーにより偏向された反射レーザー光は感光体８７に静電潜像を形成する。現像定着手段８８により、感光体に形成された静電潜像は、被記録体搬送手段８９により給送される記録紙にトナー像を生成する。

本発明の光走査装置からなる光書き込み手段は、複数個の光走査装置を主走査方向に配置されている。レーザープリンタにおいて、一般的に用いられている光走査装置はポリゴンスキャナーである。本発明の光走査装置からなる光書き込み手段は、ポリゴンスキャナーに比較して、部品数が非常に少ないので、ローコスト化が期待できる。

本発明の実施例１の構成を示す。振動特性解析を行うモデル例を示す。第一の固定電極と可動電極間に電圧を印加した場合の静電トルクと戻り力を示す。第二の固定電極と可動電極間に電圧を印加した場合の静電トルクと戻り力を示す。駆動周波数に対する振れ角の特性を示す。本発明の光走査装置を複数個、同時に使用した場合の振れ角のばらつきを示す。振れ角θｍを振れ角周波数特性に追加した図である。第二の固定電極の厚さを第一の固定電極よりも厚く構成した例を示す。第二の固定電極の厚さを第一の固定電極よりも厚く構成した場合の静電トルクなどの特性を示す。図８の構成における振れ角の周波数特性を示す。光走査装置を組み立てる図を示す。粘性抵抗と圧力の関係を示す。第２の駆動方法を説明する図である。第２の駆動方法を説明する図である。本発明の実施例２の構成を示す。本発明の実施例３の構成を示す。第１の従来技術を説明する図である。第２の従来技術を説明する図である。従来技術の問題点を説明する図である。

符号の説明

４２第１の基板
４３第２の基板
４４可動部
４５梁
４６可動電極
５１、５２第１の固定電極
５３、５４第２の固定電極

Claims

ミラーの両端面に設けた可動電極と、それと対向して各々設けた第１の固定電極と、前記第１の固定電極に重ねて設けた第２の固定電極から構成され、前記ミラーの側面に同一直線上に設けた梁を捻り回転軸として前記ミラーを往復振動し、光源からのビームを偏向走査する光走査装置において、前記可動電極と前記第１の固定電極間に作用する静電気力と、前記可動電極と前記第２の固定電極間に作用する静電気力の何れか一方の静電気力により前記ミラーを振動させ、前記静電気力の駆動周波数を、ミラーの慣性と梁の捻りバネ定数で定まる共振周波数と比較して、駆動周波数が共振周波数より大きい場合、第１の固定電極に駆動信号を印加し、駆動周波数が共振周波数より小さい場合、第２の固定電極に駆動信号を印加することを特徴とする光走査装置。
電子写真プロセスで光書き込みを行って画像を形成する画像形成装置において、回動可能に保持されて形成画像を担持する画像担持体と、前記画像担持体上を光書き込みを行って潜像を形成する請求項１に記載の光走査装置からなる潜像形成手段と、前記潜像形成手段の前記光走査装置によって形成された潜像を顕在化してトナー画像を形成する現像手段と、前記現像手段で形成されたトナー画像を被転写体に転写する転写手段と、被転写体に転写されたトナー像を定着する定着手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。