JP5121301B2 - 揺動体装置、光偏向器、及びそれを用いた光学機器 - Google Patents
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Description
揺動部と弾性支持部と支持体とを備え、前記揺動部が弾性支持部により揺動軸回りに揺動可能に支持されている本発明の揺動体装置の前記揺動部は、可動子と該揺動部の質量を調整するための質量調整体とを有する。そして、前記可動子と前記質量調整体の一部との間に空隙が形成されており、前記質量調整体にレーザ光を照射することで、該レーザ光の照射されない部分を含んで、前記空隙上の前記質量調整体の一部を除去する工程を有することを特徴とする。
図1、図2は、本発明の揺動体装置の一例である光偏向器の第1の実施例を示す図である。図1(a)は光偏向器の上面図、図1(b)は図1(a)の裏面側から見た振動系の上面図、図2は、図1(a)のA−A線での断面図である。本実施例では、質量調整体19と反射面22と空隙30は、図示の如く、可動子11に設置されており、揺動部41を構成している。ここで、振動系は、揺動部41と弾性支持部12と支持体13を含む。
f1=1/2π・√(K/I) (式1)
図4、図5、図6は本発明の揺動体装置の第2の実施例である光偏向器を示す図である。図4(a)は上面図、図4(b)は、図4(a)の裏面側から見た振動系の上面図である。また、図5と図6は、図4のC−C線、D−D線における面での断面図を夫々示している。これらの図面では、第1の実施例と同じ機能を有する個所には同じ符号を付す。以下では、同機能部の詳細な説明を省略し、特に異なる箇所について詳細に説明する。
本発明の揺動体装置の第3の実施例を説明する。図10(a)は、揺動軸304回りに揺動可能に設けられた2つの揺動部を含んだ揺動体装置の第3の実施例を示す平面図である。本実施例では、2つの揺動部は、夫々、揺動部の質量を調整するための突出部303、321を持つ第1と第2の可動子302、320で構成されている。第1の可動子302は、第2の可動子320に対して、第1弾性支持部(ねじりバネ)305により、揺動軸304中心にねじり振動自在に弾性支持されている。また、第2の可動子320は、支持体301に対して、第2弾性支持部(ねじりバネ)306により、揺動軸304中心にねじり振動自在に弾性支持されている。
図11は、横軸を時間tとして、第1の可動子302の周波数f0のねじり振動の変位角を説明する図である。図は、特に第1の可動子302のねじり振動の1周期T0に相当する部分を示している(−T0/2<X<T0/2)。
θ1=φ1sin[w0t] (式2)
θ2=φ2sin[2w0t] (式3)
θ=θ1+θ2=φ1sin[w0t]+φ2sin[2w0t] (式4)
そして、毎回の走査線が等間隔となるため、プリンタなどの応用において好適となる。
本発明の揺動体装置の第4の実施例を説明する。図10(b)は、揺動軸回りに揺動可能に設けられた可動子上に設置された質量調整体419を示す上面図である。本実施例の質量調整体419では、空隙430上に迫り出して質量調整体の一部が伸びて複数の突出部420が形成されている。ここでは、揺動軸回りの固有振動モードの周波数の目標周波数への調整や揺動部の重心位置の揺動軸への調整を行う為に、突出部430の根元部をレーザ光で切ることで、適当な数の突出部430を、適当な体積でもって、除去する。図10(b)において、切る所は破線で示す。突出部の位置(揺動軸からの距離)と質量を設定しておけば、この突出部を切り落としたときに慣性モーメントや重心位置をどの程度調整できるかが予め分かるので、慣性モーメントや重心位置が非常に迅速且つ精度良く調整できることになる。
図14、図15、図16は、本発明の揺動体装置の一例である光偏向器の第5の実施例を示す図である。図14は光偏向器の振動系を示す上面図、図15は振動系を駆動する駆動手段を有する駆動基板を示す上面図、図16は、振動系と駆動基板を組み立てた構造の図14のA−A線における断面図である。本実施例では、突出部503a、503b、503c、503dは、図示の如く、可動子513に形成されており、揺動部を構成している。振動系は、揺動部と弾性支持部512と支持体511を含む。可動子513は、例えば、揺動軸517に垂直な方向のサイズが1.5mm、平行な方向のサイズが1mmである。
本発明の揺動体装置及びその製造方法の第6の実施例を説明する。図17は、揺動軸604回りに揺動可能に設けられた2つの揺動部を含んだ揺動体装置の実施例を示す平面図である。本実施例では、2つの揺動部は、夫々、揺動部の質量を調整するための第1突出部603と第2突出部621を持つ第1と第2の可動子602、620で構成されている。第1可動子602は、第2可動子620に対して、第1弾性支持部(ねじりバネ)605により、揺動軸604中心にねじり振動可能に弾性支持されている。また、第2可動子620は、支持体601に対して、第2弾性支持部(ねじりバネ)606により、揺動軸604中心にねじり振動可能に弾性支持されている。そして、永久磁石651が第2可動子620に固着されている。図17に示す面とその反対面にそれぞれ永久磁石651が設置されている。
I2/I1≧4n2/(n4-2n2+1) (式5)
ここで、I1、I2は、それぞれ第1揺動部と第2揺動部の慣性モーメント、nはf2/f1で整数である。
I2/I1≧1.78 (式6)
図19は、本発明の光偏向器を用いた光学機器の実施例を示す概略斜視図である。ここでは、光学機器として画像形成装置を示している。図19において、3003は本発明の光偏向器であり、本実施例では入射光を1次元に走査する。3001はレーザ光源である。3002はレンズ或いはレンズ群であり、3004は書き込みレンズ或いはレンズ群であり、3005はドラム状の感光体である。
12、305、306、512、605、606 弾性支持部(ねじりバネ)
13、301、511、601 支持体
17、304、517、604 揺動軸
19、419 質量調整体
22 光偏向素子(反射面)
30、31、430 空隙(凹部)
41 揺動部
61、61a 曲線
62 曲線
63、63a 曲線
64、64a 直線
80 レーザ光(加工レーザスポット)
85 質量除去部分
151、651 駆動手段(永久磁石)
152、652 駆動手段(固定コイル)
303、321、503、603、621 可動子の突出部
420 質量調整体の突出部
519 駆動手段(駆動電極)
3001 光源(レーザ光源)
3003 光偏向器(光走査系)
3005 感光体
Claims (6)
- 揺動部と弾性支持部と支持体とを備え、前記揺動部が弾性支持部により揺動軸回りに揺動可能に支持されている揺動体装置の製造方法であって、
前記揺動部は、可動子と該揺動部の質量を調整するための質量調整体とを有すると共に、前記可動子と前記質量調整体の一部との間に空隙が形成されており、
前記質量調整体にレーザ光を照射することで、該レーザ光の照射されない部分を含んで、前記空隙上の前記質量調整体の一部を除去する工程を有する、
ことを特徴とする揺動体装置の製造方法。 - 前記レーザ光は、前記質量調整体に閉曲線状に照射され、該閉曲線で囲まれた前記質量調整体の一部を除去する、
ことを特徴とする請求項1に記載の揺動体装置の製造方法。 - 前記揺動体装置は、前記揺動軸回りに少なくとも1つの固有振動モードを有し、
前記質量調整体の一部を除去して、前記固有振動モードの周波数の調整と、前記揺動部の重心位置の調整のうち少なくとも一方を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の揺動体装置の製造方法。 - 揺動部と弾性支持部と支持体とを備え、前記揺動部が弾性支持部により揺動軸回りに揺動可能に支持されている揺動体装置であって、
前記揺動部は、可動子と該揺動部の質量を調整するための質量調整体とを有すると共に、前記可動子と前記質量調整体の一部との間に空隙が形成されており、
前記質量調整体は、レーザ光が照射されることで、該レーザ光の照射されない部分を含んで、前記空隙上の当該質量調整体の一部が除去可能なものである、
ことを特徴とする揺動体装置。 - 光源と、請求項4に記載の揺動体装置であって前記可動子が光偏向素子を有して光偏向器として構成された光偏向器と、感光体を有し、
前記光偏向器は、前記光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を前記感光体に入射させる、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 光源と、請求項4に記載の揺動体装置であって前記可動子が光偏向素子を有して光偏向器として構成された光偏向器と、画像表示体を有し、
前記光偏向器は、前記光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を前記画像表示体に入射させる、
ことを特徴とする画像表示装置。
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