(57)【要約】【課題】走査ビームの直進性が劣化することなく、安定して、低駆動エネルギーで駆動できる光走査装置及び光走査装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】光走査装置１の振動体５は、非常に微細な大きさに形成された平面視、略長方形のシリコン板から形成され、そのシリコン板に反射ミラー８と、当該反射ミラー８に連結される第１のばね部９，１０と、第１のばね部９に接続される第２のばね部１２，１３と、第１のばね部１０に接続される第２のばね部１５，１６と、第２のばね部１２，１３，１５，１６が接続される固定枠部７とがエッチングにより形成され、第２のばね部１２，１３及び第２のばね部１５，１６の分岐幅が反射ミラー８の幅を超えないように形成されている。【選択図】  図３
2004177543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する反射ミラー部と、前記反射ミラー部から延出し振動によりネジレ変位が発生するバネ部と、前記バネ部を固定する固定枠部とを有する振動体の少なくとも一部を振動させることにより、前記反射ミラー部に入射した光の反射方向を変化させて光を走査する共振型の光走査装置において、
前記バネ部は、
前記反射ミラー部に連結され、振動によりネジレ変位が発生する第１のバネ部と、
当該第１のバネ部に連結され、且つ、前記固定枠部に前記第１のバネ部の幅よりも広い間隔で分岐して連結されると共に、振動により曲げおよびネジレ変位が発生する第２のバネ部とを備え、
前記第２のバネ部の分岐幅が前記反射ミラー部の幅を超えないことを特徴とした光走査装置。
【請求項２】
前記第２のバネ部に各々設けられ、前記反射ミラー部を振動させる駆動源と、
前記反射ミラー部を共振周波数で振動させるために、前記分岐している第２のバネ部の各々に設けられている前記駆動源を互いに逆相で振動させるように駆動する駆動制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記駆動源は、圧電体であることを特徴とする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記駆動源は、薄膜形成法により形成されたことを特徴とする請求項２又は３に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記薄膜形成法は、ＣＶＤ、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付けの何れかであることを特徴とする請求項４に記載の光走査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光走査装置およびその光走査装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、共振を利用して反射ミラー部を振動する共振型の光走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この光走査装置は、反射ミラー部とバネ部と駆動源とから構成されており、弾性変形部と反射ミラー部により決定される固有振動モードの周波数にあった振動を駆動源から供給することによって、当該振動モードで反射ミラー部を駆動する方式をとっていた。また、光を高速で走査するために、高次の振動モードを使っていた。
一方、共振型の光走査装置の設計では、走査ビームの直進性を安定化させるため、ネジレ共振の周波数をその他の振動モードより低くしているものが提案されている（例えば、非特許文献１。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１０４５４３号公報
【非特許文献１】
上田譲、浅田規裕  「２次元マイクロ磁気スキャナの実用化に関する考察」（社）日本応用磁気学会  第１１７回研究会「薄膜アクチュエータの応用と新展開」−磁気工学における将来展望−  平成１３年１２月２２日  資料  ｐ．３９−４４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光走査装置の走査ビームの直進性を安定化させるため、ネジレ共振の周波数をその他の振動モードより低くした場合、光走査装置のネジレ共振周波数を大きくすることができず、高速な光走査装置を作製することは困難であった。また、振動の周波数を高くして、高次の振動モードを利用した場合、高速で光走査装置を走査することはできるが、不要な高次の振動モードの重なり、あるいは、外乱等の理由により、破損あるいは安定した光走査ができないという問題があった。また、高次の振動モードを利用する場合、振幅を大きくするために、バネ部の剛性を低くしていたことからも、外乱等により、破損しやすいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、高速走査光走査装置を実現し、なおかつ、走査ビームの直進性が劣化することなく、安定して、低駆動エネルギーで駆動できる光走査装置及びその光走査装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の光走査装置は、光を反射する反射ミラー部と、前記反射ミラー部から延出し振動によりネジレ変位が発生するバネ部と、前記バネ部を固定する固定枠部とを有する振動体の少なくとも一部を振動させることにより、前記反射ミラー部に入射した光の反射方向を変化させて光を走査する共振型の光走査装置において、前記バネ部は、前記反射ミラー部に連結され、振動によりネジレ変位が発生する第１のバネ部と、当該第１のバネ部に連結され、且つ、前記固定枠部に前記第１のバネ部の幅よりも広い間隔で分岐して連結されると共に、振動により曲げおよびネジレ変位が発生する第２のバネ部とを備え、前記第２のバネ部の分岐幅が前記反射ミラー部の幅を超えないことを特徴とする構成となっている。
【０００７】
この構成の光走査装置では、反射ミラー部に連結され、振動によりネジレ変位が発生する第１のバネ部と、当該第１のバネ部に連結され、且つ、固定枠部に第１のバネ部の幅よりも広い間隔で分岐して連結されると共に、振動により曲げおよびネジレ変位が発生する第２のバネ部の分岐幅が反射ミラー部の幅を超えないようになっているので、捻れ固有振動数より低い周波数範囲内における、垂直あるいは水平固有振動の高次振動モードの発生が低減される。これにより他の固有振動モードとの振動数の差を大きくできることから、捻れ共振させたときも、固有振動の重なりが発生せず、安定して光が走査できる。また、高い駆動周波数及び走査角を保ちながらも、不要振動モードあるいはそれらの重なりによる破損が低減し、安定して走査することができる。
【０００８】
また、請求項２に係る光走査装置では、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記第２のバネ部に各々設けられ、前記反射ミラー部を振動させる駆動源と、前記反射ミラー部を共振周波数で振動させるために、前記分岐している第２のバネ部の各々に設けられている前記駆動源を互いに逆相で振動させるように駆動する駆動制御手段とを備えている。
【０００９】
この構成の光走査装置では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、分岐している第２のバネ部の各々に設けられている駆動源を互いに逆相で振動させるので、捻れ振動を効率よく発生させられることから、更に安定して光走査装置を駆動できる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の画像形成装置では、請求項２に記載の発明の構成に加えて前記駆動源は、圧電体であることを特徴とする構成となっている。
【００１１】
この構成の光走査装置は、請求項２に記載の発明の作用に加えて、駆動源に電気−機械変換効率の高い圧電体を使うことにより、低消費電力化をはかることができる。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の光走査装置では、請求項２又は３に記載の発明の構成に加えて、前記駆動源は、薄膜形成法により形成されたことを特徴とする構成になっている。
【００１３】
この構成の光走査装置は、請求項２又は３に記載の発明の作用に加えて、駆動源は、薄膜形成法により形成されるので、第２のばね部上に接着剤を用いずに駆動源を形成することができる。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の光走査装置では、請求項４に記載の発明の作用に加えて、前記薄膜形成法は、ＣＶＤ、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付けの何れかであることを特徴とする構成になっている。
【００１５】
この構成の光走査装置は、請求項４に記載の発明の作用に加えて、薄膜形成法としては、ＣＶＤ、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付けの何れかを用いることができるので、微細な第２のばね部と固定枠部との間に、一番適切な薄膜形成法を用いることができる。
【００１６】
また、請求項６に係る発明の画像形成装置では、請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置を備えたことを特徴とする構成になっている。
【００１７】
この構成の画像形成装置では、請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置を応用することにより、高精細な画像が提供でき、且つ、装置を小型化できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
まず、図１を参照して、本発明の一実施の形態である光走査装置１を備えた網膜走査型画像形成装置１００の全体構造について説明する。図１は、本発明の一実施の形態である光走査装置１を備えた網膜走査型画像形成装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、光走査装置１を備えた画像形成装置１００は、観察者の網膜上に直接画像を結像させるように構成されており、観察者の頭部に装着して使用するディスプレイ装置である。図１に示すように、画像形成装置１００は、光源ユニット部１０１と、垂直走査系１０２と、水平走査系１０３と、リレー光学系１２６，１２７と、コリメトリーレンズ１２２と、光センサ１２３とから構成されている。
【００２１】
また、光源ユニット部１０１は、映像信号供給回路１０４と、映像信号供給回路１０４に接続された光源ドライブ回路１０５と、光源ドライブ回路１０８により駆動される光源１０６と、コリメート光学系１０７と、ダイクロイックミラー１１５，１１５，１１５と結合光学系１１６と、ＤＢ信号検出回路１１８とから構成されている。尚、結合光学系１１６とコリメトリーレンズ１２２との間は、光ファイバ１１７により光学的に接続されている。
【００２２】
さらに、この映像信号供給回路１０４には、光源ドライブ回路１０５として、青色レーザドライバ１０８、緑色レーザドライバ１０９、及び赤色レーザドライバ１１０が接続され、これらに対して、映像信号供給回路１０４は、入力された映像信号に基づいて各色の駆動信号を供給するものである。また、映像信号供給回路１０４は、水平走査系１０３の水平走査駆動回路１２１（本発明の駆動制御手段に相当）及び垂直走査系１０２の垂直走査駆動回路１２４にも接続されており、走査動作の同期に必要な水平同期信号及び水平同期信号を供給している。また、映像信号供給回路１０４には、ＢＤ信号検出回路１１８が接続され、ＢＤ信号検出回路１１８には、光走査装置１の走査光を検出するＢＤセンサ１２３が接続され、走査光がＢＤセンサ１２３上を通過する際に得られる電気信号は、ＢＤ信号検出回路１１８に入力され、映像信号供給回路１０４では、ＢＤ信号検出回路１１８から得られた信号を利用することで、画像信号の１フレームの出力開始のタイミングを正確に決定できるようになっている。
【００２３】
青色レーザドライバ１０８、緑色レーザドライバ１０９、及び赤色レーザドライバ１１０は、映像信号供給回路１０４から供給される映像信号に基づいて、各々青色レーザ１１１、緑色レーザ１１２、赤色レーザ１１３を強度変調させるための駆動信号を供給する回路であり、青色レーザ１１１、緑色レーザ１１２、赤色レーザ１１３は、青色レーザドライバ１０８、緑色レーザドライバ１０９、及び赤色レーザドライバ１１０からの駆動信号に基づいて、各々青色、緑色、赤色の各波長に対応する強度変調されたレーザ光の光束を発生させるものである。
【００２４】
また、コリメート光学系１０７に設けられたコリメートレンズ１１４，１１４，１１４は、青色レーザ１１１、緑色レーザ１１２、赤色レーザ１１３から拡散するように発射された３色のレーザ光を各々平行光として、ダイクロイックミラー１１５，１１５，１１５に入射させるようになっており、ダイクロイックミラー１１５，１１５，１１５は、３色のレーザ光を合成し、合成された３色のレーザ光は、結合光学系１１６により結合されて光ファイバ１１７に導かれるようになっている。そして、光ファイバ１１７を経由してコリメトリーレンズ１２２から平行光として射出されたレーザ光は、水平走査系１０３に水平走査装置として設けられた光走査装置１の反射ミラー８に入射するようになっている。
【００２５】
光走査装置１は、映像信号供給回路１０４から供給される水平同期信号１１９に基づいて駆動される水平走査駆動回路１２１の制御により反射ミラー８を振動させることにより、反射ミラー８に入射したレーザ光の反射方向を変化させてレーザ光を水平方向に走査するものである。このようにして走査されたレーザ光は、リレー光学系１２６を経由して、垂直走査系１０２の反射ミラー部１２５に導かれる。尚、光走査装置１の詳細については、後述する。
【００２６】
次に、垂直走査系１０２について説明する。垂直走査系１０２は、映像信号供給回路１０４から供給される垂直同期信号１２０に基づいて駆動される垂直走査駆動回路１２４により反射ミラー部１２５を図示外のアクチュエータにより図１に示す矢印方向に往復振動させることにより、反射ミラー部１２５に入射したレーザ光の反射方向を変化させてレーザ光を垂直方向に走査するものである。つまり、水平走査系１０３の光走査装置１と垂直走査系１０２の反射ミラー部１２５とにより、レーザ光は二次元的に走査されることになる。このようにして、走査されたレーザ光は、リレー光学系１２７により光束としてビーム整形されて、観察者の瞳孔に入射されると共に、網膜上に直接画像として結像される。
【００２７】
次に、図２を参照して、水平走査系１０３の水平走査駆動回路１２１の詳細について説明する。図２は、水平走査駆動回路１２１のブロック図である。図２に示すように、水平走査駆動回路１２１は、発振器１２１ａと、位相反転回路１２１ｂ、位相シフタ１２１ｃ，１２１ｄ、及びアンプ１２１ｅ，１２１ｆから構成されている。図１に示す映像信号供給回路１０４から供給される水平同期信号１１９は発振器１２１ａに入力され、発振器１２１ａでは水平同期信号１１９に基づいて正弦波が生成され、その正弦波は、位相反転回路１２１ｂ及び位相シフタ１２１ｃに入力され、位相シフタ１２１ｃでは、画像信号と反射ミラー部の位相を調整するための信号を生成し、当該信号がアンプ１２１ｅで電圧増幅されて、駆動電圧が光走査装置１に設けられた駆動源ａおよびｂに供給される。
【００２８】
他方、発振器１２１ａから位相反転回路１２１ｂを通り、位相シフタ１２１ｄおよびアンプ１２１ｆを経由した駆動電圧は、光走査装置１に設けられた駆動源ｃおよびｄに供給される。位相を反転させて駆動源ａ，ｂおよびｃ，ｄを駆動することで、駆動源の変位方向が左右反転するため、反射ミラー８がネジレ振動し、レーザ光は水平走査されることになる。このようにして走査されたレーザ光は、前述のように、リレー光学系１２６を経由して垂直光走査系１０２の反射ミラー部１２５に導かれることになる。
【００２９】
次に、図３乃至図５を参照して、上記のような画像形成装置１００に使用される第１の実施の形態の光走査装置１について説明する。図３は、光走査装置１の斜視図であり、図４は、光走査装置１の分解斜視図であり、図５は、第１の実施の形態の光走査装置１の反射ミラー８の表面の状態を示す分解斜視図である。
【００３０】
図３及び図４に示すように、光走査装置１は、上面中央部に凹部２ａが形成された略直方体のベース台２上に振動体５が固着されている。このベース台２の中央部には、略直方体形状に深く抉られた凹部２ａが形成され、凹部２ａの周囲は、振動体５の固定枠部７と略同一の幅の平面が「ロの字」形状に形成された支持部３が形成されている。尚、凹部２ａを深く抉っているのは、反射ミラー８の振動時に反射ミラー８が、凹部２ａの底部に干渉しないようにするためである。尚、ベース台２は、実際には、非常に微細な大きさに形成されており、凹部２ａはエッチング等により形成される。
【００３１】
次に、振動体５について、図３及び図４を参照して説明する。振動体５は、非常に微細な大きさに形成された平面視、略長方形のシリコン板から形成され、そのシリコン板に反射ミラー８と、当該反射ミラー８に連結される第１のばね部９，１０と、第１のばね部９に接続される第２のばね部１２，１３と、第１のばね部１０に接続される第２のばね部１５，１６と、第２のばね部１２，１３，１５，１６が接続される固定枠部７とがエッチングにより形成されている。
【００３２】
次に、反射ミラー８について説明する。反射ミラー８は平面視、長方形又は正方形の方形状に形成され、固定枠部７のほぼ中央部に配置されている。この反射ミラー８は、振動されることにより入射した光の反射方向を変化させるものである。図５に示すように、反射ミラー８の表面には光反射膜８ａが形成されており、反射効率を高めるようにしている。なお、反射ミラー８の共振周波数は、動作振動周波数にほぼ一致するように設定するのが好ましい。
【００３３】
第１のばね部９，１０及び第２のばね部１２，１３，１５，１６は、固定枠部７のほぼ中央部に配置された反射ミラー８を捻れ変位可能に支持するものである。詳細には、反射ミラー８の両側面の重心位置に連結され、振動により捻れ変位が発生する第１のばね部９，１０と、その第１のばね部９に連結され、且つ、振動体５の固定枠部７に対して第１のばね部９の幅よりも広い間隔で連結されると共に、振動により曲げ及び捻れ変位が発生する第２のばね部１２，１３と、第１のばね部１０に連結され、且つ、振動体５の固定枠部７に対して第１のばね部１０の幅よりも広い間隔で連結されると共に、振動により曲げ及び捻れ変位が発生する第２のばね部１５，１６とから構成されている。即ち、第１のばね部９，１０が反射ミラー８を直接支持し、第２のばね部１２，１３が第１のばね部９を支持し、第２のばね部１５，１６が第１のばね部１０を支持することにより反射ミラー８を間接的に支持するものである。
【００３４】
第２のばね部１２，１３は、平面視Ｌ状、又は逆Ｌ字状に形成されており、その一端部が第１のばね部９に対して略垂直状に連結され、且つ、その他端部が固定枠部７に対して略垂直状に連結されている。また同様に、第２のばね部１５，１６は、平面視Ｌ状、又は逆Ｌ字状に形成されており、その一端部が第１のばね部１０に対して略垂直状に連結され、且つ、その他端部が固定枠部７に対して略垂直状に連結されている。本実施の形態では、１つの第１のばね部９に対して２つの第２のばね部１２，１３が一体的に連結され、また同様に、１つの第１のばね部１０に対して２つの第２のばね部１５，１６が一体的に連結されている。そして、第１のばね部９，１０は、反射ミラー８の重心を通る直線上に配置され、第２のばね部１２，１３はその直線を中心として対称となるように配置されている。また、第２のばね部１５，１６もその直線を中心として対称となるように配置されている。
【００３５】
このように、第１のばね部９，１０及び第２のばね部１２，１３，１５，１６を構成したことにより、反射ミラー８が振動して捻れ変位した場合にでも、第２のばね部１２，１３，１５，１６と固定枠部７との連結点に発生する応力を分散させることができる。従って、ばね部を徒に太くしたり長くしたりしなくても、反射ミラー部の共振周波数を確保しながら十分な捻れ角を得ることができると共に、装置全体をコンパクト化できて、捻り振動以外の固有振動の発生を防止することができる。
【００３６】
次に、図４を参照して、固定枠部７について説明する。図４に示すように、固定枠部７は、反射ミラー８に連結された第１のばね部９，１０に接続された第２のばね部１２，１３，１５，１６を支持すると共に、振動体５をベース台２に固着させるものである。具体的には、振動体５の固定枠部７の下面がベース台２の支持部３に固着されている。
【００３７】
次に、振動体５の製造方法について説明する。上記のような構造の振動体５を製造するには、例えば、シリコンウエハ上に固定枠部７、反射ミラー８、第１のばね部９，１０及び第２のばね部１２，１３，１５，１６からなる振動体５のパターンを形成し、これをエッチングすることにより一体形成する。そして、図５に示すように、反射ミラー８となるべき箇所の表面に、金、クロム、白金、アルミ等の材料により反射膜８ａを形成すれば完成する。このように製造することによって複数のものを同時に製造することができる。
【００３８】
次に、図３、図４、図６及び図７を参照して、駆動源ａ，ｂ，ｃ，ｄの形成について説明する。尚、図６は、振動体５の図４に於ける手前側から視た部分正面図であり、図７は、振動体５の図４に於ける手前側から視た駆動源ｄの構造の詳細を示す部分正面図である。図３及び図４に示すように、駆動源ａは第２のばね部１２上に直接形成され、駆動源ｂも第２のばね部１３上に直接形成され、駆動源ｃも第２のばね部１５上に直接形成され、駆動源ｄも第２のばね部１６上に直接形成されている。
【００３９】
尚、この駆動源ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ＰＺＴ、ＺｎＯ、ＢＳＴ等の圧電体から構成されている。圧電体は、電気−機械変換効率の高い部材であることから、駆動源ａ，ｂ，ｃ，ｄに圧電体を用いると、低消費電力化することができる。また、ＰＺＴ、ＺｎＯ、ＢＳＴ等の圧電体からの駆動源ａ，ｂ，ｃ，ｄの形成には、ＣＶＤ、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付け等の薄膜形成法を用いて、第２のばね部１２，１３，１５，１６及び固定枠部７上に直接形成している。従って、図３、図４及び図６に示すように、この駆動源ａ，ｂ，ｃ，ｄは、各々第２のばね部１２，１３，１５，１６から固定端部１３を越えて固定枠部７に掛かるように直接形成されている。尚、固定枠部７上には、駆動源ａに駆動電圧を入力するための入力端子ａ１、ａ２と、駆動源ｂに駆動電圧を入力するための入力端子ｂ１、ｂ２と、駆動源ｃに駆動電圧を入力するための入力端子ｃ１、ｃ２と、駆動源ｄに駆動電圧を入力するための入力端子ｄ１、ｄ２とが各々金属薄膜により形成されている。尚、脆弱性が高い材料であっても薄くすることにより、大きな変形をさせることができるので、駆動源の厚みと第２のばね部の厚みを合計した厚さは２００μｍ以下になるように構成されている。
【００４０】
次に、図７を参照して、駆動源ｄの構造の詳細について説明する。図７に示すように、駆動源ｄは、第２のばね部１３から固定枠部７に掛けて形成されており、駆動源ｄの図７に於ける下側には、下部電極ｄ４が形成され、駆動源ｄの図７に於ける上側には、上部電極ｄ３が形成されている。従って、駆動源ｄを構成する圧電体は、上部電極ｄ３及び下部電極ｄ４にサンドウィッチ状に挟まれている。また、図３、図４及び図７に示すように、上部電極ｄ３は、入力端子ｄ２に接続され、図３及び図４に示すように、下部電極ｄ４は、入力端子ｄ１に接続されている。尚、他の駆動源ａ，ｂ，ｃも駆動源ｄと同様の構造となっている。振動体５では、上記の構成とすることにより、駆動源ａ，ｂによって一対の圧電ユニモルフが構成され、駆動源ｃ，ｄによって一対の圧電ユニモルフが構成される。
【００４１】
次に、図８乃至図１０を参照して、光走査装置１の第２の実施の形態について説明する。図８は、光走査装置１の第２の実施の形態の斜視図であり、図９は、光走査装置１の第２の実施の形態の分解斜視図であり、図１０は、水平走査駆動回路１２１の第２の実施の形態のブロック図である。
【００４２】
図８及び図９に示すように、第２の実施の形態の光走査装置１は、上面中央部に凹部２ｂが形成され、その凹部２ｂの両側に、一段浅く形成された凹部２ｃが形成された略直方体のベース台２上に振動体５が固着されている。振動体５の固定枠部７と略同一の幅の平面が「ロの字」形状に形成された支持部３が形成されている。尚、凹部２ｂを深く抉っているのは、反射ミラー８の振動時に反射ミラー８が、凹部２ｂの底部に干渉しないようにするためである。尚、ベース台２は、実際には、非常に微細な大きさに形成されており、凹部２ｂ及び凹部２ｃはエッチング等により形成される。
【００４３】
ベース台２の下部には、ベース台２の長手方向と直交する方向の奥側には、積層型の圧電アクチュエータである駆動源ｅが接着により固着され、ベース台２の長手方向と直交する方向の手前側には、積層型の圧電アクチュエータである駆動源ｆが接着により固着されている。駆動源ｅの上部には電極ｅ１が設けられ、駆動源ｅの下部には電極ｅ２が設けられている。また、駆動源ｆの上部には電極ｆ１が設けられ、駆動源ｆの下部には電極ｆ２が設けられている。従って、駆動源ｅは電極ｅ１及び電極ｅ２にサンドウィッチ状に挟まれており、駆動源ｆは電極ｆ１及び電極ｆ２にサンドウィッチ状に挟まれている。この駆動源ｅ，ｆは、ＰＺＴ、ＺｎＯ、ＢＳＴ等の圧電体が積層されて構成された圧電アクチュエータである。圧電体は、電気−機械変換効率の高い部材であることから、駆動源ｅ，ｆに圧電体を用いると、低消費電力化することができる。ここで、電極ｅ１及び電極ｅ２間に印加する駆動電圧の極性を所定の周波数で変動させることにより駆動源ｅは伸び縮みして振動する。また、電極ｆ１及び電極ｆ２間に印加する駆動電圧の極性を所定の周波数で変動させることにより駆動源ｆは伸び縮みして振動する。従って、駆動源ｅ及び駆動源ｆを逆相の駆動電圧で駆動することにより振動体５を振動させることができる。
【００４４】
次に、振動体５について、図８及び図９を参照して説明する。振動体５は、非常に微細な大きさに形成された平面視、略長方形のシリコン板から形成され、そのシリコン板に反射ミラー８と、当該反射ミラー８に連結される第１のばね部９，１０と、第１のばね部９に接続される第２のばね部１２，１３と、第１のばね部１０に接続される第２のばね部１５，１６と、第２のばね部１２，１３，１５，１６が接続される固定枠部７とがエッチングにより形成されている。従って、振動体５は、第１の実施の形態とは駆動源以外の構成は同じである。
【００４５】
次に、図１０を参照して、第２の実施の形態の水平走査駆動回路１２１の詳細について説明する。図１０は、第２の実施の形態の水平走査駆動回路１２１のブロック図である。図１０に示すように、第２の実施の解体の水平走査駆動回路１２１は、図２に示す第１の実施の形態の水平走査駆動回路１２１は、回路構成は同一であるが、アンプ１２１ｅの出力が駆動源ｅに入力され、アンプ１２１ｆの出力が駆動源ｆに入力される点が異なっている。
【００４６】
具体的には、第２の実施の形態の水平走査駆動回路１２１は、発振器１２１ａと、位相反転回路１２１ｂ、位相シフタ１２１ｃ，１２１ｄ、及びアンプ１２１ｅ，１２１ｆから構成されている。図１に示す映像信号供給回路１０４から供給される水平同期信号１１９は発振器１２１ａに入力され、発振器１２１ａでは水平同期信号１１９に基づいて正弦波が生成され、その正弦波は、位相反転回路１２１ｂ及び位相シフタ１２１ｃに入力され、位相シフタ１２１ｃでは、画像信号と反射ミラー部の位相を調整するための信号を生成し、当該信号がアンプ１２１ｅで電圧増幅されて、駆動電圧が光走査装置１に設けられた駆動源ｅに供給される。
【００４７】
他方、発振器１２１ａから位相反転回路１２１ｂを通り、位相シフタ１２１ｄおよびアンプ１２１ｆを経由した駆動電圧は、光走査装置１に設けられた駆動源ｆに供給される。位相を反転させて駆動源ｅおよび駆動源ｆを振動させることで、第１のばね部９，１０、第２のばね部１２，１３，１５，１６及び反射ミラー８で構成される振動体のねじれ振動モードに一致する周波数の振動が与えられると、この振動体が共振を起こして、反射ミラー８が大きな捻れ振動を起こすことができる。
【００４８】
次に、図１１乃至図２０を参照して、上記の第１及び第２の実施の形態の光走査装置１に使用される振動体５の形状及び振動特性を説明する。図１１は、振動体５の振動特性を解析するための振動体５のコンピュータシュミレーションの図である。この図１１に示す例では、振動体５の反射ミラー８は、厚さ１００μｍで、長さ１ｍｍ、幅１ｍｍの正方形である。また、第１のバネ部９，１０は、何れも長さが５ｍｍで、幅が６０μｍの長方形であり、および第２のバネ部１２，１３，１５，１６の長さが１．５ｍｍ、幅が４０μｍの長方形であり、連結部１７，１８は、何れも長さ０．６ｍｍ、幅４０μｍの長方形である。従って、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅は、連結部１７，１８の長さになるので、図１１に示す例では、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２が、反射ミラー８の幅Ｌ１を超えない例となっている。
【００４９】
図１２は、図１１に示す振動体５のコンピュータシュミレーションでの静止状態を示す図である。この静止状態の振動体５を、モード１として、１０．６ｋＨｚで振動させ、モード２として、１５．１ｋＨｚで振動させ、モード３として、２１．８ｋＨｚで振動させ、モード４として、２５．２ｋＨｚで振動させた。
【００５０】
以下、図１３〜図２０を参照して、上記の振動体５の各モードでの振動特性のコンピュータシュミレーションについて説明する。図１３は、モード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、また、図１４は、モード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、図１５は、モード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、図１６は、モード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。また、図１７は、静止状態の振動体５とモード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。図１８は、静止状態の振動体５とモード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。図１９は、静止状態の振動体５とモード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。図２０は、静止状態の振動体５とモード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【００５１】
図１３及び図１７に示すように、モード１、即ち、１０．６ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が反射面に平行な方向に振動して共振する状態となる。また、図１４及び図１８に示すように、モード２、即ち、１５．１ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が反射面に垂直な方向に振動して共振する状態となる。また、図１５及び図１９に示すように、モード３、即ち、２１．８ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が第１のばね部８，９を軸として回動して捻れて共振する状態となる。この状態が光の走査に使用できる。また、図１６及び図２０に示すように、モード４、即ち、２５．２ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が反射面の中心点を回転中心として、反射ミラー８が反射面の沿って往復回転して共振する状態となる。
【００５２】
次に、上記の振動体５の振動特性と対比するために、図２１乃至図３０を参照して、振動体５の連結部１７，１８の長さを１．１ｍｍとし、他の部材のサイズは、図１１に示す振動体５と同じにしたものの振動特性を解析するためのコンピュータシュミレーションの結果について説明する。図２１に示す例では、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２が１．１ｍｍであり、反射ミラー８の幅Ｌ１が１ｍｍであるので、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２が、反射ミラー８の幅Ｌ１を超えている例となっている。
【００５３】
図２２は、図２１に示す振動体５のコンピュータシュミレーションでの静止状態を示す図である。この静止状態の振動体５を、モード１として、１０．０ｋＨｚで振動させ、モード２として、１４．２ｋＨｚで振動させ、モード３として、２２．０ｋＨｚで振動させ、モード４として、２５．５ｋＨｚで振動させた。
【００５４】
以下、図２３〜図３０を参照して、各モードでの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションについて説明する。図２３は、モード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、また、図２４は、モード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、図２５は、モード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、図２６は、モード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。また、図２７は、静止状態の振動体５とモード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。図２８は、静止状態の振動体５とモード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。図２９は、静止状態の振動体５とモード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。図３０は、静止状態の振動体５とモード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【００５５】
図２３及び図２７に示すように、モード１、即ち、１０．０ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が反射面に平行な方向に振動して共振する状態となる。また、図２４及び図２８に示すように、モード２、即ち、１４．２ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が反射面に垂直な方向に振動して共振する状態となる。また、図２５及び図２９に示すように、モード３、即ち、２２．０ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が反射面の中心点を回転中心として、反射ミラー８が反射面の沿って往復回転して共振する状態となる。また、図２６及び図３０に示すように、モード４、即ち、２５．５ｋＨｚで振動体５を振動させた場合には、反射ミラー８が第１のばね部８，９を軸として回動して捻れて共振する状態となる。
【００５６】
次に、図３１を参照して、光走査装置１の振動体５の近似モデルを用いた振動の１次〜３次の振動モードを説明する。図３１は、光走査装置１の振動体５の近似モデルを示す図である。反射ミラー８の質量を「Ｍ１」とし、第１のばね部を「無質量」とし、連結部１７，１８の質量を各々「Ｍ２」とし、第２のばね部を「無質量」とし、第２のばね部を２本を合成して１本とする。上記のように近似すると、水平方向あるいは鉛直方向に関しては、それぞれ３自由度の振動系になる。バネ部の質量まで考慮すると、自由度が無限になってしまうので、ここでは割愛する。光走査を安定して行うには、高次の振動モードが捻れ振動の固有振動数より低い領域に出ないようにすることが望ましい。上記の近似モデルは図３１に示すようになる。図３１に示す近似例では、上段の振動モードが１次モードであり、中段の振動モードが２次モードであり、下段の振動モードが３次モードである。
【００５７】
図１３〜図３０のコンピュータシュミレーションによる解析例に示したように、固有振動数のモード解析を行うと、垂直あるいは水平の１次固有振動が周波数の低い領域で発生する。図１１に示す振動体５と図３１に示す振動モードを対応させると、図１３に示すモード１が図３１に示す１次モードにあたり、図１６に示すモード４が図３１に示す２次モードにあたる。更に上の周波数まで解析を行えば、３次モードあるいはそれ以上まで解析できる。Ｍ１の質量とバネ部の剛性が一定と仮定すると、高次のモードの周波数は、Ｍ２の質量に依存することになる。Ｍ２の質量増加は、図３１に示す例において、１次モードの振動周波数の低下を招き、それに、２次モードの振動数も低下し、ネジレ固有振動数に接近する要因になっていた。
【００５８】
本実施の形態の振動体５では、図１１に示すように連結部１７，１８の長さ、即ち、第２のばね部１２，１３及び第２のばね部１５，１６の分岐幅（図１１に示すＬ２）を反射ミラー８の幅（図１１に示すＬ１）よりも狭くすることで、連結部１７，１８の質量Ｍ２を低下させることにより、高速化した故に避けがたい、水平方向および垂直方向の１次モード以外の振動モードの発生を抑制し、振動体５の捻れ振動を安定化させ、安定して光走査することができるようにしている。
【００５９】
上記の実施の形態では、図１５に示すモード３が光走査装置１に必要な振動（共振）モードであり、固有振動数は２１．８ｋＨｚになっている。これより下の周波数では、図１４に示すモード２が反射ミラー８の反射面に対して垂直な方向、モード１が水平な方向における振動（共振）モードになっており、垂直および水平方向の１次モードしかない。従って、振動体５の捻れ振動を安定化させ、光走査装置１が安定して光走査することができる。
【００６０】
また、図２１に示す、連結部１７，１８の長さ（第２のばね部１２，１３及び第２のばね部１５，１６の分岐幅）Ｌ２を１．１ｍｍにした場合には、図２６及び図３０に示す捻れ振動モード４の共振周波数２５．５ｋＨｚの下の周波数である２２．０ｋＨｚで振動した図２５及び図２９に示すモード３にモード１の高次の振動が発生している。従って、振動体５の捻れ振動が安定化せず、光走査装置１が安定して光走査することができない。
【００６１】
次に、図３２乃至図４９を参照して、振動体５の連結部１７，１８の長さを２ｍｍとし、他の部材のサイズは、図１１に示す振動体５と同じにしたものの振動特性を解析するためのコンピュータシュミレーションの結果について説明する。図３２に示す例では、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２が２ｍｍであり、反射ミラー８の幅Ｌ１が１ｍｍであるので、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２が、反射ミラー８の幅Ｌ１の２倍となっている。
【００６２】
図３３は、図３２に示す振動体５のコンピュータシュミレーションでの静止状態を示す図である。この静止状態の振動体５を、モード１として、９．０ｋＨｚで振動させ、モード２として、１２．１ｋＨｚで振動させ、モード３として、１５．４ｋＨｚで振動させ、モード４として、１７．６ｋＨｚで振動させ、モード５として、２９．１ｋＨｚで振動させ、モード６として、３２．１ｋＨｚで振動させ、モード７として、６０．４ｋＨｚで振動させ、モード８として、６４．２ｋＨｚで振動させた。
【００６３】
図３４は、モード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、また、図３５は、モード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、図３６は、モード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、図３７は、モード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。また、図３８は、静止状態の振動体５とモード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。図３９は、静止状態の振動体５とモード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。図４０は、静止状態の振動体５とモード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。図４１は、静止状態の振動体５とモード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【００６４】
また、図４２は、モード５のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、また、図４３は、モード６のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図であり、また、図４４は、静止状態の振動体５とモード５のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。また、図４５は、静止状態の振動体５とモード６のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【００６５】
図３２乃至図４５に示すように、第２のバネ部１２，１３，及び第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２が、反射ミラー８の幅Ｌ１の２倍となった例では、さらに数多くの捻れ振動以外の振動モードが、捻れ振動の周波数より低い領域で発生することになり、光走査装置１の光の走査の安定性が低下する。従って、振動体５では、連結部１７，１８の長さ、即ち、第２のばね部１２，１３及び第２のばね部１５，１６の分岐幅（図１１に示すＬ２）を反射ミラー８の幅（図１１に示すＬ１）よりも狭くすることで、連結部１７，１８の質量Ｍ２を低下させることにより、高速化した故に避けがたい、水平方向および垂直方向の１次モード以外の振動モードの発生を抑制し、振動体５の捻れ振動を安定化させ、安定して光走査することができることが判明した。
【００６６】
次に、上記のように構成された光走査装置１の動作について説明する。図１、図２及び図３を参照して説明する。まず、図１に示す映像信号供給回路１０４から供給される水平同期信号１１９は、図２に示す水平走査駆動回路１２１の発振器１２１ａに入力され、発振器１２１ａでは水平同期信号１１９に基づいて正弦波が生成される。その正弦波は、位相反転回路１２１ｂ及び位相シフタ１２１ｃに入力され、位相シフタ１２１ｃでは、画像信号と反射ミラー部の位相を調整するための信号を生成し、当該信号がアンプ１２１ｅで電圧増幅されて、駆動電圧が入力端子ａ１，ａ２を介して、第２のばね部１２に形成された駆動源ａに供給され、また、同じ駆動電圧が入力端子ｂ１，ｂ２を介して、第２のばね部１５に形成された駆動源ｂに供給される。
【００６７】
他方、発振器１２１ａから位相反転回路１２１ｂを通り、位相シフタ１２１ｄおよびアンプ１２１ｆを経由した駆動電圧が入力端子ｄ１，ｄ２を介して、第２のばね部１３に形成された駆動源ｄに供給され、また、同じ駆動電圧が入力端子ｃ１，ｃ２を介して、第２のばね部１６に形成された駆動源ｃに供給される。
【００６８】
従って、駆動源ａ，ｂが、図３に於ける下側に撓んだ時には、第２のばね部１２，１５も図３に於ける下側に撓み、同時に、駆動源ｃ，ｄが、図３に於ける上側に撓み、第２のばね部１３，１６も図３に於ける上側に撓むことになる。また、駆動源ａ，ｂが、図３に於ける上側に撓んだ時には、第２のばね部１２，１５も図３に於ける上側に撓み、同時に、駆動源ｃ，ｄが、図３に於ける下側に撓み、第２のばね部１３，１６も図３に於ける下側に撓むことになる。従って、水平走査駆動回路１２１が、図１に示す映像信号供給回路１０４から供給される水平同期信号１１９に従って、駆動源ａ，ｂ及び駆動源ｃ，ｄに印加する駆動電圧を交互に共振周波数で振動（反転）させることにより、振動体５の第２のばね部１２，１５及び１３，１６が交互に反対方向に曲がり及び捻れるように撓んで、振動体５が共振周波数で共振して第１のばね部９，１０に支持された反射ミラー８が、振動を繰り返して、反射ミラー８に入射するレザー光を水平走査することが可能となる。反射ミラー８で水平走査されたレーザ光は、リレー光学系１２６を経由して、垂直走査系１０２の反射ミラー部１２５に導かれ、反射ミラー部１２５に入射したレーザ光は、垂直方向に走査され、リレー光学系１２７により光束としてビーム整形されて、観察者の瞳孔に入射されると共に、網膜上に直接画像として結像される。尚、図８及び図９に示す光走査装置１を使用した場合には、駆動源ｅ及び駆動源ｆが逆相で振動することにより、振動体５が共振周波数で共振して第１のばね部９，１０に支持された反射ミラー８が、振動を繰り返して、反射ミラー８に入射するレザー光を水平走査することが可能となる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態の光走査装置１の振動体５では、連結部１７，１８の長さ、即ち、第２のばね部１２，１３及び第２のばね部１５，１６の分岐幅（図１１に示すＬ２）を反射ミラー８の幅（図１１に示すＬ１）よりも狭くすることで、連結部１７，１８の質量を低下させることにより、高速化した故に避けがたい、水平方向および垂直方向の１次モード以外の振動モードの発生を抑制し、振動体５の捻れ振動を安定化させ、安定して光走査することができる。
【００７０】
尚、本発明は上記の実施の形態のように、光走査装置１を画像形成装置１００に用いたものに限らず、レーザプリンタ、バーコードスキャナ、プロジェクタ等の走査装置を用いる各種の装置に利用することができ、この場合には、装置を小型化できるという効果がある。また、本発明では、光走査装置１の振動体５の上側をレーザ光が塚可能な透明なカバーで覆って振動体５を密封し、光走査装置１内部を減圧又は不活性ガスを充填しても良い。
【００７１】
【発明の効果】
以上、説明したことから明らかなように、請求項１に係る発明の光走査装置では、反射ミラー部に連結され、振動によりネジレ変位が発生する第１のバネ部と、当該第１のバネ部に連結され、且つ、固定枠部に第１のバネ部の幅よりも広い間隔で分岐して連結されると共に、振動により曲げおよびネジレ変位が発生する第２のバネ部の分岐幅が反射ミラー部の幅を超えないようになっているので、捻れ固有振動数より低い周波数範囲内における、垂直あるいは水平固有振動の高次振動モードの発生が低減される。これにより他の固有振動モードとの振動数の差を大きくできることから、捻れ共振させたときも、固有振動の重なりが発生せず、安定して光が走査できる。また、高い駆動周波数及び走査角を保ちながらも、不要振動モードあるいはそれらの重なりによる破損が低減し、安定して走査することができる。
【００７２】
また、請求項２に係る発明の光走査装置では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、分岐している第２のバネ部の各々に設けられている駆動源を互いに逆相で振動させるので、捻れ振動を効率よく発生させられることから、更に安定して光走査装置を駆動できる。
【００７３】
また、請求項３に係る発明の画像形成装置では、請求項２に記載の発明の効果に加えて、駆動源に電気−機械変換効率の高い圧電体を使うことにより、低消費電力化をはかることができる。
【００７４】
また、請求項４に係る発明の光走査装置では、請求項２又は３に記載の発明の効果に加えて、駆動源は、薄膜形成法により形成されるので、第２のばね部上に接着剤を用いずに駆動源を形成することができる。
【００７５】
また、請求項５に係る発明の光走査装置では、請求項４に記載の発明の効果に加えて、薄膜形成法としては、ＣＶＤ、スパッタリング、水熱合成、ゾルゲル、微粒子吹き付けの何れかを用いることができるので、微細な第２のばね部と固定枠部との間に、一番適切な薄膜形成法を用いることができる。
【００７６】
また、請求項６に係る発明の画像形成装置では、請求項１乃至５の何れかに記載の光走査装置を応用することにより、高精細な画像が提供でき、且つ、装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態である光走査装置１を備えた網膜走査型画像形成装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、水平走査駆動回路１２１のブロック図である。
【図３】図３は、光走査装置１の斜視図である。
【図４】図４は、光走査装置１の分解斜視図である。
【図５】図５は、光走査装置１の反射ミラー８の表面の状態を示す分解斜視図である。
【図６】図６は、振動体５の図４に於ける手前側から視た部分正面図である。
【図７】図７は、振動体５の図４に於ける手前側から視た駆動源ｄの構造の詳細を示す部分正面図である。
【図８】図８は、光走査装置１の第２の実施の形態の斜視図である。
【図９】図９は、光走査装置１の第２の実施の形態の分解斜視図である。
【図１０】図１０は、水平走査駆動回路１２１の第２の実施の形態のブロック図である。
【図１１】図１１は、振動体５の振動特性を解析するための振動体５のコンピュータシュミレーションの図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す振動体５のコンピュータシュミレーションでの静止状態を示す図である。
【図１３】図１３は、モード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図１４】図１４は、モード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図１５】図１５は、モード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図１６】図１６は、モード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図１７】図１７は、静止状態の振動体５とモード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。
【図１８】図１８は、静止状態の振動体５とモード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図１９】図１９は、静止状態の振動体５とモード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図２０】図２０は、静止状態の振動体５とモード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図２１】図２１は、第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２を１．１ｍｍとした場合の振動体５の振動特性を解析するための振動体５のコンピュータシュミレーションの図である。
【図２２】図２２は、図２１に示す振動体５のコンピュータシュミレーションでの静止状態を示す図である。
【図２３】図２３は、モード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図２４】図２４は、モード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図２５】図２５は、モード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図２６】図２６は、モード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図２７】図２７は、静止状態の振動体５とモード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。
【図２８】図２８は、静止状態の振動体５とモード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図２９】図２９は、静止状態の振動体５とモード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図３０】図３０は、静止状態の振動体５とモード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図３１】図３１は、光走査装置１の振動体５の近似モデルを示す図である。
【図３２】図３２は、第２のバネ部１５，１６の分岐幅Ｌ２を２．０ｍｍとした場合の振動体５の振動特性を解析するための振動体５のコンピュータシュミレーションの図である。
【図３３】図３３は、図３２に示す振動体５のコンピュータシュミレーションでの静止状態を示す図である。
【図３４】図３４は、モード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図３５】図３５は、モード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図３６】図３６は、モード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図３７】図３７は、モード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図３８】図３８は、静止状態の振動体５とモード１のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。
【図３９】図３９は、静止状態の振動体５とモード２のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図４０】図４０は、静止状態の振動体５とモード３のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図４１】図４１は、静止状態の振動体５とモード４のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【図４２】図４２は、モード５のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図４３】図４３は、モード６のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを示す図である。
【図４４】図４４は、静止状態の振動体５とモード５のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ね合わせた状態を示す図である。
【図４５】図４５は、静止状態の振動体５とモード６のときの振動体５の振動特性のコンピュータシュミレーションを重ねた合わせた状態を示す図である。
【符号の説明】
１      光走査装置
５      振動体
７      固定枠部
８      反射ミラー
８ａ    光反射膜
９，１０  第１のばね部
１２，１３，１５，１６    第２のばね部
１７，１８  連結部
１００      画像形成装置
１０１      光源ユニット部
１０２      垂直走査系
１０３      水平走査系
１０７      コリメート光学系
１１１      青色レーザ
１１２      緑色レーザ
１１３      赤色レーザ
１２１      水平走査駆動回路
１２１ａ    発振器
１２１ｂ    位相反転回路
１２１ｃ，１２１ｄ    位相シフタ
１２１ｅ，１２１ｆ    アンプ
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ    駆動源
【図１】
2004177543.tif 000003
【図２】
2004177543.tif 000004
【図３】
2004177543.tif 000005
【図４】
2004177543.tif 000006
【図５】
2004177543.tif 000007
【図６】
2004177543.tif 000008
【図７】
2004177543.tif 000009
【図８】
2004177543.tif 000010
【図９】
2004177543.tif 000011
【図１０】
2004177543.tif 000012
【図１１】
2004177543.tif 000013
【図１２】
2004177543.tif 000014
【図１３】
2004177543.tif 000015
【図１４】
2004177543.tif 000016
【図１５】
2004177543.tif 000017
【図１６】
2004177543.tif 000018
【図１７】
2004177543.tif 000019
【図１８】
2004177543.tif 000020
【図１９】
2004177543.tif 000021
【図２０】
2004177543.tif 000022
【図２１】
2004177543.tif 000023
【図２２】
2004177543.tif 000024
【図２３】
2004177543.tif 000025
【図２４】
2004177543.tif 000026
【図２５】
2004177543.tif 000027
【図２６】
2004177543.tif 000028
【図２７】
2004177543.tif 000029
【図２８】
2004177543.tif 000030
【図２９】
2004177543.tif 000031
【図３０】
2004177543.tif 000032
【図３１】
2004177543.tif 000033
【図３２】
2004177543.tif 000034
【図３３】
2004177543.tif 000035
【図３４】
2004177543.tif 000036
【図３５】
2004177543.tif 000037
【図３６】
2004177543.tif 000038
【図３７】
2004177543.tif 000039
【図３８】
2004177543.tif 000040
【図３９】
2004177543.tif 000041
【図４０】
2004177543.tif 000042
【図４１】
2004177543.tif 000043
【図４２】
2004177543.tif 000044
【図４３】
2004177543.tif 000045
【図４４】
2004177543.tif 000046
【図４５】
2004177543.tif 000047