(57)【要約】【課題】可動子の揺動を安定的にすることができ、流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動を可能とした揺動体装置を提供することである。【解決手段】揺動体装置1101は、少なくとも1つの可動子1102、1104と、可動子1102、1104を揺動させる駆動手段を有する。可動子1102、1104は、支持基板1106または他の可動子に対して、支持部1103、1105により軸の回りで揺動可能に支持される。可動子1102、1104の表面の少なくとも一部に、揺動時の表面付近の流体の流れを整えるための凹凸形状1107が形成されている。【選択図】図1
2008170495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つの可動子と、前記可動子を揺動させる駆動手段を有し、
前記可動子が、支持基板または他の可動子に対して、支持部により軸の回りで揺動可能に支持され、
前記可動子の表面の少なくとも一部に、揺動時の前記表面の流体の流れを整えるための凹凸形状が形成されていることを特徴とする揺動体装置。
【請求項２】
前記支持部が、前記可動子を軸の回りで揺動可能に弾性支持するねじり梁または曲がり梁であることを特徴とする請求項1に記載の揺動体装置。
【請求項３】
複数の可動子を有し、
前記各可動子が、前記支持基板または他の可動子に対して、各支持部により各軸の回りで揺動可能に支持されることを特徴とする請求項1または2に記載の揺動体装置。
【請求項４】
前記複数の可動子が、前記各支持部により同一の軸の回りで揺動可能に支持される2つの可動子を含むことを特徴とする請求項3に記載の揺動体装置。
【請求項５】
前記複数の可動子が、前記各支持部により、互いに交差する軸の回りで揺動可能に支持される2つの可動子を含むことを特徴とする請求項3に記載の揺動体装置。
【請求項６】
前記凹凸形状が、前記軸に対して交差する方向に並行して伸びる複数の溝により形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の揺動体装置。
【請求項７】
前記凹凸形状が、互いに交差して伸びる複数の溝、または複数のディンプル、または複数の突起により形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のずれか一項に記載の揺動体装置。
【請求項８】
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の揺動体装置を有し、入射光を偏向する光偏向素子を有する可動子を備えることを特徴とする光偏向器。
【請求項９】
前記凹凸形状が、前記光偏向素子を有する可動子以外の可動子の表面、または前記光偏向素子を有する可動子の表面のうちの前記光偏向素子以外の部分に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の光偏向器。
【請求項１０】
光源と、結像光学系と、請求項8または9に記載の光偏向器と、光照射面とを有し、
前記光源からの光を前記光偏向器により偏向し、該光を光照射面上に入射させることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ振動体装置などの揺動体装置、これを用いる光偏向器、及びこの光偏向器を用いるディスプレイ、プリンタなど画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミラーが共振駆動される光偏向器が種々提案されている。共振型光偏向器は、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を使用した光走査光学系に比べて、光偏向器を大幅に小型化することが可能であること、消費電力が少ないこと、面倒れが理論的に存在しないこと等の特徴がある。特に、半導体プロセスによって製造されるシリコン単結晶からなる光偏向器は理論上金属疲労が無く、耐久性にも優れていることが一般的に知られている（特許文献1参照）。
【０００３】
共振型偏向器としては、単一の光偏向器で2次元的に光を偏向走査できるジンバル型光偏向器が提案されている（特許文献2参照）。また、ミラーの裏面に凹部を作製し、ミラーの面精度を維持したままでミラーの軽量化を可能とし、それにより、ミラーの高速化、高応答性を可能とした光スキャナも提案されている（特許文献3参照）。
【特許文献１】特開昭57-8520号公報
【特許文献２】特開2003-295102号公報
【特許文献３】特開2001-249300号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献2、3に開示される共振型光偏向器などのマイクロ振動体装置においては、次の様な問題がある。すなわち、例えば、内側及び外側に設けられた可動子が共振駆動される際に、可動子の表面における乱流摩擦抵抗によりエネルギー消費を増大させる問題がある。また、例えば、内側及び外側の可動子が駆動されることによって生じる乱流により、所望する共振駆動以外の微小な振動を引き起こし、光走査の波形や振幅が不安定となる問題がある。こうした問題は、特許文献3に開示される構成が解決しようとしているものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明の揺動体装置は、少なくとも1つの可動子と、可動子を揺動させる駆動手段を有する。更に、可動子が、支持基板または他の可動子に対して、ねじりや曲がり梁などである支持部により軸の回りで揺動可能に支持され、可動子の表面の少なくとも一部に、揺動時の表面の流体の流れを整えるための凹凸形状が形成されている。
【０００６】
また、上記課題に鑑み、本発明の光偏向器は、上記揺動体装置を有し、入射光を偏向する光偏向素子を有する可動子を備えることを特徴とする。例えば、前記凹凸形状は、光偏向素子を有する可動子以外の可動子の表面、または光偏向素子を有する可動子の表面のうちの該光偏向素子以外の部分に形成される。
【０００７】
また、上記課題に鑑み、本発明の画像表示装置、プリンタなどの画像形成装置は、光源と、結像光学系と、上記光偏向器と、光照射面とを有し、光源からの光を光偏向器により偏向し、該光を光照射面上に入射させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記の如き凹凸形状を可動子の表面に形成するので、軸の回りで揺動する可動子の表面に生じる流体の流れの領域が一定程度規制されることになって、層流が表面から剥離するのが少なくなり、流体の流れが層流的になる。従って、共振駆動などの際にマイクロ振動体装置などの揺動体装置の可動子の周りに生じる乱流摩擦抵抗を低減することができる。こうして、可動子の揺動の周期や振幅を安定的にすることができ、流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動が可能となった揺動体装置を実現できる。例えば、揺動体装置を光偏向器に適用する場合、光走査の波形や振幅を安定にすることができる。更に、光偏向器において、光走査による光スポット位置を安定にすることができ、これを用いて、低騒音、低消費エネルギーである高性能の画像形成装置を構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明による揺動体装置の実施形態を説明する。本発明の一実施形態は、少なくとも1つの可動子と、可動子を揺動させる電磁コイルなどの駆動手段を有する。可動子は、固定側の支持基板（可動子が1つの場合）または他の可動子（可動子が2つ以上の場合）に対して、ねじり梁や曲がり梁などの弾性支持部により軸の回りで揺動可能に支持される。更に、可動子の表面の少なくとも一部には、共振駆動などの揺動時のこの表面の流体（空気）の流れを整えるための凹凸形状が形成されている。直列的（図4参照）或いは入れ子式（図1参照）に配置される2つの可動子を含む場合、これらは、各支持部により同一の軸の回りで揺動可能に支持されることが可能である。或いは、2つの可動子は、各支持部により、互いに交差（典型的には、直交）する軸の回りで揺動可能に支持されることも可能である（図7等参照）。
【００１０】
前記凹凸形状は、例えば、前記軸に対して交差（典型的には、直交）する方向に並行して伸びる複数の溝により形成される。また、互いに交差（典型的には、直交）して伸びる複数の溝、または複数のディンプル（小さな窪み）、または複数の突起により形成することもできる。
【００１１】
本発明の原理は、次の様なものである。軸の回りで揺動する可動子の表面に生じる流体の流れの領域を一定程度規制して層流が可動子の表面から剥離するのを少なくし、流体の流れを層流的にする。このことで、共振駆動などの際に可動子の周りに生じる乱流摩擦抵抗が低減し、可動子の揺動が安定的になる。このためには、可動子の表面を平坦にするより、流体の流れの領域を或る程度規制する作用を持つ凹凸形状を形成するのが良い。従って、本発明は、軸の回りで揺動する可動子を有する揺動体装置であれば、半導体の微細加工技術等で作製されるMEMSサイズのマイクロ振動体装置を含んで、如何なるものにも適用できる。この凹凸形状の形態は、可動子のサイズ、外郭形状、材料、強度、揺動態様、配置関係などを考慮して、安定した可動子の揺動を実現するのに適した流体の流れを作り出す様に、場合に応じて設計すればよい。
【実施例】
【００１２】
以下、図面に沿って、より具体的な実施例を説明する。
【００１３】
（第1実施例）
図1は、本発明の第1実施例であるマイクロ振動体装置ないし揺動体装置を説明するための斜視図である。図1（A）は、内外の位置関係で入れ子式に設けられた第1の可動子1102と第2の可動子1104を有するマイクロ振動体装置1101を示す。
【００１４】
本実施例では、可動子1102、1104と、これらを連結する支持部である一対の第1のねじりバネ1103と、第2の可動子1104と固定側の支持基板1106とを連結する支持部である一対の第2のねじりバネ1105が、直列的に連結されている。こうして、可動子1102、1104は、同一の揺動軸であるねじり軸の回りで揺動可能になっている。また、外側の枠形状の第2の可動子1104の表面の少なくとも一部には、揺動時の第2の可動子1104の表面付近の流体（空気）の流れを整えるための凹凸形状1107が形成されている。凹凸形状1107は、前記ねじり軸に対して交差する方向（ここでは、ねじり軸に直角な方向）に並行して伸びる複数の溝により形成されている。図1（A）の図示例では、凹凸形状1107は、第2の可動子1104の上下両方の表面に形成されている（図1（A）の下部にある拡大表示部参照）。
【００１５】
凹凸形状1107の複数の溝は第2の可動子1104の両縁を貫いて外に開放している方が、流体の流れを整える作用の観点からは好ましい。ただし、第2の可動子1104の両縁近くで溝が徐々に浅くなって、第2の可動子1104の縁を形成する様な形態であれば、上記作用の点からは問題は殆ど無い。本実施例が光偏向器として用いられる場合は、内側の矩形状の第1の可動子1102の表面（図1（A）で現れている面）に、ミラーなどの光偏向素子が設けられる。
【００１６】
上記構成において、可動子1102、1104を揺動させる駆動手段は、例えば、電磁コイルと永久磁石とで構成される。この場合、コイルと永久磁石の一方が、可動子1102、1104の少なくとも一方に配置され、コイルと永久磁石の他方が、可動子に対向する固定側に設けられる（後述する図4の実施例参照）。駆動手段としては、一方が可動子に形成され、他方が可動子に対向する固定側に形成される電極対を用いる静電方式のものを用いることもできる。また、可動子、或いは支持部、或いは支持基板に設けられる振動源の圧電素子を用いる圧電式の駆動手段を用いることもできる。いずれの場合も、駆動手段が設けられる可動子の部分には上記溝は形成しない方がよい。
【００１７】
また、本実施例の可動子1102、1104などから成る振動系は、ほぼ2倍の関係にある複数の固有振動モードを有する様に構成することができる。基準周波数とその2倍の周波数を、所望の振幅及び位相の2つの正弦振動の重ね合わせの振動として、合成することによって、鋸波状の振動に近い第1の可動子1102の揺動を実現することができる。これには、例えば、駆動手段の電磁コイルに、上記2つの正弦振動に対応する正弦波電流信号を重ね合わせた駆動電流を流せばよい。
【００１８】
この点に関して、共振型光偏向器は、原理的にミラー（光偏向素子）の走査角が正弦的に変化するため、角速度が一定でないという問題点があった。この特性を補正するために幾つかの手法が提案されていて、米国特許4859846号の提案においては、基本周波数とその3倍の周波数の振動モードを有する共振型光偏向器を用いることで、三角波の振動にほぼ近い駆動を実現している。また、特開2005−208578号公報の提案においては、略偶数倍の関係にある複数の固有振動モードを有する共振型光偏向器の例が開示されている。基準周波数とその2倍の周波数を所望の振幅及び位相で合成することによって、鋸波状の振動に近い駆動を実現している。この様な鋸波状の往復振動によって、偏向走査の角速度は、変位角が正弦波であったときと比べ、実質的な等角速度となる領域を広く設定できるため、偏向走査の全域に対する利用可能な領域を大きくできる。更に、この鋸波状の駆動により、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。本実施例でも、こうした駆動が可能となっている。
【００１９】
勿論、振動系の振動態様はこれらに限らない。場合に応じて、振動系に種々の振動をさせることができる。
【００２０】
本実施例では、上記の様に、凹凸形状1107を第2の可動子1104の表面に形成している。従って、揺動時、第2の可動子1104の表面付近に、前記ねじり軸のある側の内方から外方に向けて層流的な空気の流れが安定的に生じる。第2の可動子1104は、前記ねじり軸から比較的離れた部分を有しているので空気を大きく攪拌して影響のより大きな乱流を発生しやすいが、これにより、こうした乱流を低減できる。その結果、マイクロ振動体装置1101の振動系の乱流摩擦抵抗を低減できて、安定した可動子1102、1104の振動を実現できる。こうして、光走査の波形や振幅の安定化、及び可動子の振動による流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動が可能となる。
【００２１】
図1（B）は、図1（A）と同様な構成における変形例を示す。本変形例では、第1の可動子1102上に配置された光偏向素子1108以外の振動系の全ての部分の表面に凹凸形状1107を形成している。これにより、更に効果的に乱流摩擦抵抗を低減できて、光走査の波形や振幅をより安定にすることができ、流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動が可能となる。
【００２２】
上記マイクロ振動体装置1101は、半導体製造プロセスを用いて、単結晶シリコンの平板などのシリコンウエハをフォトリソグラフィやエッチングを用いて加工することによって作製することができる。また、凹凸形状1107を構成する表面の溝も、同様に、半導体製造プロセスにおいて一般的な加工方法であるウエットエッチングやドライエッチングなどの方法によって作製できる。
【００２３】
この作製方法の断面図を図2（A）、（B）、（C）に示す。シリコンウエハ111に、酸化シリコンや窒化シリコン、金属などの一般的に知られているマスク材112を成膜したのち、フォトリソグラフィによってマスク材112を所望の形状にする。図2（A）はV型形状の溝107aの作製方法を示し、これは異方性エッチングにより作製することができる。図2（B）は略半円形状の溝107bの作製方法を示し、ウエットまたはドライの等方性エッチングにより作製することができる。図2（C）は多角形形状の溝107cの作製方法を示し、V溝形状の溝の作製方法と同様に異方性エッチングによって作製されるが、マスク材112の形状を変えることによって多角形形状を作製することができる。尚、これらの表面の溝から成る凹凸形状1107は、上述した様に、振動系の形状、駆動周波数、可動子の振れ角などに基づいて、場合に応じて、乱流摩擦抵抗の低減にとって最適な値を求めることができる。その最適な形状はシミュレーションなどにより計算することができる。
【００２４】
図3（A）、（B）、（C）は、夫々、こうして可動子の上下両面に形成された溝107a、107b、107cから成る凹凸形状1107を示す。尚、図1では、複数の溝はほぼ等間隔に規則的に形成されている様に描かれているが、必ずしも等間隔且つ規則的である必要はない。乱流摩擦抵抗の低減という所期の目的が達成できるのであれば、多少不規則的或いは不等間隔で形成されてもよい。また、図1の例では、凹凸形状1107の複数の溝は、揺動軸に直角な方向に伸びて形成されているが、この方向も、乱流摩擦抵抗の低減という所期の目的が達成できるのであれば、直角な方向に限らなくてもよい。
【００２５】
また、上記図示例では、可動子が2つ設けられていたが、3つ以上の可動子が、内外の位置関係で入れ子式に設けられてもよい。この場合、凹凸形状を有する表面は、第2の可動子1104の外側の、第3の可動子、第4の可動子など（図示していない）に作製することも可能である。可動子は同じ周波数で駆動した場合には、揺動軸から外側に行くに従って駆動速度が増す。そのため、より外側の可動子の表面付近の空気の流れを整える程、乱流摩擦抵抗に対するより大きな低減効果を得ることができる。
【００２６】
（第2実施例）
第2実施例を説明する。図4は、本発明の第2実施例である揺動体装置（光偏向器）を説明するための図である。図4（a）は本実施例の上面図であり、図4（b）は図4（a）のA-B断面図である。
【００２７】
本実施例の光偏向器1201は、支持基板1206と、第1の可動子1202と、光偏向素子である反射面1208を有する第2の可動子1204と、第1及び第2のねじりバネ1203、1205を有する。ここでは、第1の可動子1202は、その上面に、溝から成る凹凸形状1207が形成され、その下面に、駆動手段である磁石（硬磁性体）1215が固着されている。第2の可動子1204は、第1の可動子1202に、第2のねじりバネ1205で揺動軸1220を中心にねじり振動可能に弾性支持される。第1の可動子1202は、支持基板1206に、第1のねじりバネ1203で揺動軸1220を中心にねじり振動可能に弾性支持される。第1の可動子1202の凹凸形状1207の溝は、揺動軸1220に対して直角に伸びて、揺動軸1220に平行な第1の可動子1202の両縁を貫いている。支持基板1206は、スペーサ1212を介して固定基板1211に固定されている。
【００２８】
また、本実施例の光偏向器は、第1の可動子1202と第2の可動子1204を駆動するための上記磁石1215を含む駆動手段と、駆動手段を制御する駆動制御手段を有する。典型的には、駆動手段は、第1の可動子1202と第2の可動子1204の少なくとも一方にトルクを印加してこれらを共振駆動させる手段である。ここでは、駆動手段は、第1の可動子1202にトルクを印加して第1の可動子1202と第2の可動子1204を共振駆動させる上記磁石1215とコイル1210を含む。コイル1210は、磁石1215に対向して固定基板1211上に設置されている。駆動制御手段は、例えば、駆動信号に基づいた駆動電流を駆動手段のコイル1210に供給する駆動制御回路である。上述した様に、駆動手段としては、ここで用いる電磁方式のものの他に、静電方式、ピエゾ方式等のものを用いることもできる。
【００２９】
本実施例の光偏向器1201の可動子1202、1204などから成る振動系は、周波数が異なる2つのねじりの固有振動モードを有している。駆動制御手段と駆動手段1210、1215を用いて、これら2つのねじりの固有振動モード（1次の固有振動モードと2次の固有振動モード）を同時、或いは個別に励起することができる。これによって、第1の可動子1202と第2の可動子1204を、支持基板1206に対して相対的に大きな変位角で、揺動軸1220の回りでねじり共振駆動させることができる。2つのねじりの固有振動モードを同時に励起する場合は、正弦波の重ね合わせの振動で本実施例の光偏向器の反射面1208を持つ第2の可動子1204を駆動することができる。
【００３０】
本実施例の光偏向器1201は、上記2つの異なる固有振動モードの一方の周波数が他方の周波数の略2倍（或いは3倍）である様にできる。これによって、鋸波状（或いは三角波状）の共振振動でもって、反射面1208を有する第2の可動子1204を駆動することができる。第1の可動子1202に形成した凹凸形状1207の溝による効果は、第1実施例で説明した通りである。第2実施例でも、凹凸形状は、上記した部分以外の部分（例えば、第1の可動子1202の裏面、第2の可動子1204の裏面や表面の反射面1208以外の部分）に形成してもよい。
【００３１】
（第3実施例）
第3実施例の揺動体装置について図5を用いて説明する。図5は、本実施例の揺動体装置1301の上面図である。第3実施例の構成は、第1実施例の光偏向器と略同様である。本実施例が第1実施例と異なる点は、支持基板1306に一対のねじりバネ1303で弾性的に連結される可動子1302が1つだけであることである。可動子1302の表面には、凹凸形状1307の複数の溝が揺動軸1320に対して直角に伸びて形成されている。凹凸形状1307の複数の溝は、可動子1302の両面にあっても、片面のみにあってもよいが、この揺動体装置を光偏向器として用いるために可動子1302上に光偏向素子を設けるときは、そこには溝は形成されない。この様に、単一の可動子を備える揺動体装置にも本発明は適用できて、コイル1310を含む駆動手段により、可動子を正確に制御して安定的に駆動できる。
【００３２】
（第4実施例）
第4実施例の揺動体装置について図6を用いて説明する。図6は、本実施例の揺動体装置1401の上面図である。第4実施例の構成は、第2実施例の光偏向器と略同様である。本実施例が第2実施例と異なる点は、支持基板1406に1つのねじりバネ1403で弾性的に連結される可動子1402が1つだけであることである。可動子1402の表面には、凹凸形状1407の複数の溝が揺動軸1420に対して直角に伸びて形成されている。ここでも、凹凸形状1407の複数の溝は、可動子1402の両面にあっても、片面のみにあってもよいが、この揺動体装置を光偏向器として用いるために可動子1402上に光偏向素子を設けるときは、そこには溝は形成されない。
【００３３】
可動子1402は、揺動軸1420と直角な揺動軸1430の回りで揺動させることもできる。この場合、梁状部1403は、ねじり梁ではなく弾性的な曲がり梁として働く。こうした構成では、可動子1402は、揺動軸1430の回りで、図6の紙面にほぼ垂直な方向に振動するので、可動子1402の表面上の凹凸形状の複数の溝は、好適には、揺動軸1430に直角な方向（図6左右方向）に伸びて形成される。これにより、可動子1402の表面付近に図6の左側から右側に流れる流体の流れが整えられて、可動子1402の揺動が正確に制御されて安定的になる。
【００３４】
こうした構成は、第2実施例にも適用できて、第2実施例においても、バネ1203、1205を、ねじりバネではなく弾性的な曲がりバネとして働かせることもできる。こうした構成では、第2実施例でも、可動子1202の表面上の凹凸形状の複数の溝は、好適には、図4に描かれているものと直角な方向に伸びて形成される。
【００３５】
（第5実施例）
本発明の第5実施例であるマイクロ振動体装置101を説明する。本実施例を説明するための斜視図を図7に示す。本実施例では、第1の可動子102が、第1のねじりバネ103による第1のねじり軸108を中心に、第2の可動子104に対してねじり振動自在に弾性支持される。また、第2の可動子104が、第1のねじりバネ103と直交する方向に伸びる第2のねじりバネ105による第2のねじり軸109を中心に、支持基板106に対してねじり振動自在に弾性支持される。
【００３６】
第1の可動子102に光偏向素子を配して本実施例のマイクロ振動体装置101を光偏向器として構成するとき、内外の位置に可動子102、104を配する。このことで、第1のねじりバネ103と第2のねじりバネ105の夫々のねじり軸回りで第1の可動子102が捩じられる。これによって、2次元光走査が可能となる。更に、マイクロ振動体装置101の第2の可動子104の少なくとも一部に複数の溝から成る凹凸形状107を形成し、第2の可動子104が揺動する時の乱流摩擦抵抗を低減することで、光走査の波形や振幅を安定にできる。こうして、流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動が可能となる。
【００３７】
また、マイクロ振動体装置101の第1の可動子102と第2の可動子104の少なくとも一方に、上記実施例で説明した様な駆動手段で駆動力を与え、複数の可動子を振動させる。上記乱流摩擦抵抗の低減作用を達成するために、第2の可動子104上の凹凸形状107の複数の溝も、この可動子104の第2のねじり軸109に対して直角に伸びている。こうして、第2の可動子104が揺動する時の乱流摩擦抵抗を低減することで、光走査の波形や振幅を安定にでき、流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動が可能となる。
【００３８】
第1のねじりバネ103と第2のねじりバネ105とが交差する方向に配置された構成においても、第1の可動子102上に配置された光偏向素子1108以外の全面に、複数の溝から成る凹凸形状を形成してもよい。これらの溝は、第1のねじりバネ103による第1のねじり軸108に対して直角に伸びている。ただし、第1の可動子102の外縁と第2の可動子104の内縁が接近していて、第1の可動子102の凹凸形状からの空気の流れが第2の可動子104上の空気の流れを乱す恐れがあるときは、第1の可動子102には、凹凸形状を形成しない方が良い。
【００３９】
（第6実施例）
図8は、本発明の第6実施例であるマイクロ振動体装置101を説明するための斜視図である。本実施例では、第5実施例のマイクロ振動体装置101と同様の構成において、第2の可動子104の表面に形成される凹凸形状207が、交わる方向に伸びた複数の溝から構成されている。本実施例では、特に2次元走査において、より効果的に乱流摩擦抵抗を低減することができる。これによって、光走査の波形や振幅を安定にすることができ、流体騒音の低減、低消費エネルギー駆動を可能にすることができる。その他の点は、第5実施例と同様である。
【００４０】
（第7実施例）
図9は本発明の第7実施例であるマイクロ振動体装置101を説明するための斜視図である。図9（A）は、マイクロ振動体装置101の第1の可動子102の外側の第2の可動子104の少なくとも一部に複数のディンプル（小さな窪み）307を形成した本実施例の構成を示す。また、図9（B）は、マイクロ振動体装置101の第1の可動子102の外側の第2の可動子104の少なくとも一部に複数の突起407を形成した変形例の構成を示す。これらの凹凸形状の構成によっても、同様に、乱流摩擦抵抗を低減することができる。
【００４１】
こうしたディンプル307や突起407は、乱流を防止して層流的な流れを起こすためには、なるべく表面から滑らかに窪んだり、突出したりする様に形成されるのが良い。また、ディンプル307や突起407を設ける個所は、上述した様に、図示例の個所に限らない。更に、場合に応じて、ディンプル307や突起407の凹凸形状を、上記溝の凹凸形状と組み合わせて用いることもできる。例えば、図9の構成において、内側の第1の可動子102には複数の溝の凹凸形状を設ける形態や、図7や図8の構成において、内側の第1の可動子102には複数のディンプル或いは突起の凹凸形状を設ける形態も可能である。また、図9の図示例では、ディンプル307や突起407がほぼ均一に分布して描かれているが、この分布も、乱流摩擦抵抗の低減という所期の目的が達成できるのであれば、均一分布に限らなくてもよい。例えば、揺動軸に近い方から遠い方に向かって分布が徐々に変化する様な形態（例えば、徐々に密或いは粗になる形態）も可能である。
【００４２】
（第8実施例）
図10は、本発明の揺動体装置である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。本実施例は、上記実施例のマイクロ揺動体装置をレーザープリンタに用いたものである。図10において、500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。510はレーザー光源である。520はレンズ或いはレンズ群であり、530は書き込みレンズ或いはレンズ群であり、540は、光照射面であるドラム状の感光体である。506は走査軌跡である。
【００４３】
レーザー光源510から射出されたレーザー光は、光の偏向走査のタイミングと関係した所定の強度変調を受けている。この強度変調光は、レンズ520で整形された後、光偏向器500によって1次元に偏向される。偏向光は、書き込みレンズ530を経て感光ドラム540上に結像され、画像を形成する。
【００４４】
走査方向と直角な方向に回転軸回りで回転される感光体540は、図示しない帯電器により一様に帯電されており、この上に光を走査することによりその走査部分に静電潜像が2次元的に形成される。そして、図示しない現像器により静電潜像の画像部分にトナー像が形成され、これを、例えば、図示しない用紙に転写・定着することで用紙上に画像が形成される。
【００４５】
本発明の光偏向器530を用いることにより、光走査の波形や振幅が安定し、低騒音、低消費エネルギーの画像形成装置を構成することができる。こうして、安定的に動作する画像形成装置とできて、鮮明な画像を生成できる。
【００４６】
本発明の揺動体装置である光偏向器は、画像表示装置にも使用できる。例えば、直接変調光源からの出射光を、2次元的に振動される光偏向器の可動子の反射面に照射し、この反射光を、補正光学系を介して、光照射面である画像表示面上に照射する。反射光を画像表示面上でラスタ走査することにより、画像表示面に2次元画像を表示することができる。ここでも、本発明の光偏向器を用いることにより、光走査の波形や振幅が安定し、低騒音、低消費エネルギーであって鮮明な画像を生成できる画像表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による揺動体装置の第1実施例とその変形例を示す斜視図。
【図２】凹凸形状を構成する溝の作製方法を説明する断面図。
【図３】凹凸形状を構成する溝の例を説明する断面図。
【図４】本発明による揺動体装置の第2実施例を示す図。
【図５】本発明による揺動体装置の第3実施例を示す平面図。
【図６】本発明による揺動体装置の第4実施例を示す平面図。
【図７】本発明による揺動体装置の第5実施例を示す斜視図。
【図８】本発明による揺動体装置の第6実施例を示す斜視図。
【図９】本発明による揺動体装置の第7実施例とその変形例を示す斜視図。
【図１０】本発明による揺動体装置を用いた画像形成装置の第8実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４８】
101、1101、1201、1301、1401  揺動体装置（マイクロ振動体装置）
102、104、1102、1104、1202、1204、1302、1402  可動子（第1の可動子、第2の可動子）
103、105、1103、1105、1203、1205、1303、1403  支持部（第1のねじりバネ、第2のねじりバネ）
106、1106、1206、1306、1406  支持基板
107、207、1107、1207、1307、1407  凹凸形状（溝）
108、109、1220、1320、1420、1430  軸（第1のねじり軸、第2のねじり軸）
207  凹凸形状（交差する溝）
307  凹凸形状（ディンプル）
407  凹凸形状（突起）
500  光偏向器
510  光源
530  結像光学系（レンズ）
540  光照射面（感光ドラム）
1108、1208  光偏向素子（ミラー）
1210、1215  駆動手段（コイル、磁石）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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