(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に共振駆動するミラーを有するスキャナと、
前記スキャナを保持し、前記第１の方向と平行な方向を回転の軸として回転可能なスキャナホルダーと、
前記スキャナホルダーを前記第１の方向と交差する第２の方向に揺動させる駆動部とを備え、
前記スキャナホルダーは、
前記スキャナを保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に連結され、前記駆動部を保持する第２の保持部と、
前記第２の保持部に連結された連結部と、
前記連結部に連結され、前記回転の軸周りに弾性的にねじれることにより前記スキャナホルダーを揺動可能に支持する弾性部とを備え、
前記弾性部は、前記第２の保持部よりも前記第２の方向に突出している
スキャナ装置。
【請求項２】
前記弾性部は、板状部材で構成され、前記板状部材の厚さ方向の中心の高さが前記ミラーの共振の軸の高さと同一になるように配置されている
請求項１に記載のスキャナ装置。
【請求項３】
第１の方向に共振駆動するミラーを有するスキャナと、
前記スキャナを保持し、前記第１の方向と平行な方向を回転の軸として回転可能なスキャナホルダーと、
前記スキャナホルダーを前記第１の方向と交差する第２の方向に揺動させる駆動部とを備え、
前記スキャナホルダーは、
前記スキャナを保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に連結され、前記駆動部を保持する第２の保持部と、
前記第２の保持部に連結された連結部と、
前記連結部に連結され、前記回転の軸周りに弾性的にねじれることにより前記スキャナホルダーを揺動可能に支持する弾性部とを備え、
前記弾性部は、コの字型の形状を有する板状部材が、前記スキャナホルダーの前記回転の軸に対して反対向きに交互に複数個組み合わされた板バネで構成されている
スキャナ装置。
【請求項４】
第１の方向に共振駆動するミラーを有するスキャナと、
前記スキャナを保持し、前記第１の方向と平行な方向を回転の軸として回転可能なスキャナホルダーと、
前記スキャナホルダーを前記第１の方向と交差する第２の方向に揺動させる駆動部とを備え、
前記スキャナホルダーは、
前記スキャナを保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に連結され、前記駆動部を保持する第２の保持部と、
前記第２の保持部に連結された連結部と、
前記連結部に一端が連結され、前記回転の軸周りに弾性的にねじれることにより前記スキャナホルダーを揺動可能に支持する弾性部と、
前記弾性部の他端に連結され、前記スキャナホルダーを固定する固定部とを備え、
前記第１の方向及び前記第２の方向の各々と交差する第３の方向における前記スキャナの一端が固定された前記第１の保持部と前記駆動部の一端が固定された前記第２の保持部とは、第１の板状部材で構成され、
前記第３の方向における前記スキャナの他端が固定された前記第１の保持部と前記駆動部の他端が固定された前記第２の保持部とは、第２の板状部材で構成され、
前記連結部は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両端をそれぞれ連結して前記弾性部の一端に固定し、
前記第１の板状部材および第２の板状部材と、前記連結部と、前記弾性部と、前記固定部とは一体に形成されている
スキャナ装置。
【請求項５】
第１の方向に共振駆動するミラーを有するスキャナと、
前記スキャナを保持し、前記第１の方向と平行な方向を回転の軸として回転可能なスキャナホルダーと、
前記スキャナホルダーを前記第１の方向と交差する第２の方向に揺動させる駆動部とを備え、
前記スキャナホルダーは、
前記スキャナを保持する第１の保持部と、
前記第１の保持部に連結され、前記駆動部を保持する第２の保持部と、
前記第２の保持部に連結された連結部と、
前記連結部に連結され、前記回転の軸周りに弾性的にねじれることにより前記スキャナホルダーを揺動可能に支持する弾性部とを備え、
前記駆動部は、導線が巻き回されたコイルと、前記コイルを貫通し前記第２の保持部に保持された永久磁石とを有し、
前記永久磁石は、前記導線に流れる電流の向きに応じて、前記第２の方向に揺動する
スキャナ装置。
【請求項６】
前記第２の保持部は、前記第１の保持部の両側に１つずつ形成され、
前記駆動部は、前記第２の保持部にそれぞれ１つずつ保持されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のスキャナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ等の光をミラーで反射させて走査するスキャナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式複写機、レーザビームプリンタ及びバーコードリーダ等の光学機器を構成する走査装置や、光ディスクのトラッキング制御装置を構成するスキャナ装置などにおいて、スキャナが使用されている。また、スキャナは、光を偏向させ二次元的に走査することにより二次元の画像を表示する画像表示装置にも用いられる。
【０００３】
スキャナは、レーザ光が照射されるミラーを有しており、ミラーを揺動させることにより、ミラーで反射させたレーザ光をスクリーン等の上に走査させる。レーザ光を二次元的に走査する場合には、二軸一体型、または、水平用および垂直用のスキャナによる分離型の方式が一般的に用いられている。すなわち、１個のスキャナにより二軸方向の走査を行う方式や、２個のスキャナにより一次元走査を直交方向に組み合わせて二次元走査する方式が提案されている。
【０００４】
また、近年、半導体プロセス技術と、ＭＥＭＳ技術（マイクロマシン技術）とを利用して作製された、マイクロミラーによるスキャナが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特に、ＭＥＭＳ技術により作製したスキャナ（ＭＥＭＳスキャナ）は、小型化が可能であり、高速動作が可能であるというメリットがあるため、高解像度のレーザディスプレイなどへの用途が期待されている。
【０００５】
ＭＥＭＳスキャナをディスプレイに使用する場合には、ラスター走査方式で二次元偏向を行う。ラスター走査方式は、高速水平走査（数十ｋＨｚ程度）と、低速垂直走査（数十Ｈｚ程度）とを組み合わせる走査方式である。ＭＥＭＳスキャナにおいては、高速の水平走査は共振周波数を用いたサイン波駆動により行い、低速の垂直走査はランプ波を用いた非共振駆動により行うことで、高解像度化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−２４６３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非共振駆動を行う方法には、静電力、電磁力、圧電力などを利用した方法が用いられるが、スキャナを非共振駆動させるためには、スキャナのミラー振れ角に対応した十分な駆動力が必要となる。そのため、電磁力を用いた駆動方法では、消費電力が増大し、静電力を利用した駆動方法では、駆動電圧の高圧化のために部品コスト等が増加し、圧電力を用いた駆動方法では、圧電体性能と材料の高機能化が要求されるといった問題が生じる。
【０００８】
また、二軸一体型のＭＥＭＳスキャナにおいては、垂直走査における駆動周波数と共振周波数が近くなるため、共振周波数が垂直走査に影響を与える場合が生ずる。そのため、できるだけ共振周波数を高く設計しようとするが、スキャナの剛性を高くする必要があり、この場合、駆動周波数による広角スキャンを行うことが困難になる。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、スキャナの剛性が高い場合であっても、垂直走査において広角スキャンを行うことができるスキャナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るスキャナ装置は、第１の方向に共振駆動するミラーを有するスキャナと、前記スキャナを保持し、前記第１の方向と平行な方向を回転の軸として回転可能なスキャナホルダーと、前記スキャナホルダーを揺動させる駆動部とを備え、前記スキャナホルダーは、前記スキャナを保持する第１の保持部と、前記第１の保持部に連結され、前記駆動部を保持する第２の保持部と、前記第２の保持部に連結された連結部と、前記連結部に連結され、弾性を有する弾性部とを備える。
【００１１】
本態様によれば、垂直駆動周波数への影響を抑制するためにスキャナ装置が剛性の高い材料により形成された場合であっても、弾性部を設けることによりスキャナ装置の揺動を容易にすることで、垂直走査において広角スキャンを行うことができる。
【００１２】
また、スキャナ装置の構造または材料の仕様を大きく変更することなく、簡便に、垂直走査における広角スキャンを達成することができる。
【００１３】
また、スキャナのパッケージサイズが大きくなることがないため、スキャナ装置の小型化を実現することができる。
【００１４】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記弾性部は、板状部材で構成され、前記板状部材の厚さ方向の中心の高さが前記ミラーの共振の軸の高さと同一になるように配置されていてもよい。
【００１５】
本態様によれば、スキャナ装置の回転軸とスキャナ装置の共振軸の高さとが同一となるので、高性能なスキャナ装置を提供することができる。
【００１６】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記弾性部は、前記第２の保持部よりも前記第１の方向と交差する第２の方向に突出していてもよい。
【００１７】
本態様によれば、スキャナ装置の構成において、弾性部は、第２の保持部よりも第２の方向に突出しているので、スキャナ装置をスキャナホルダーの回転の軸を中心に大きく揺動させることができる。
【００１８】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記弾性部は、前記スキャナホルダーの回転の軸に対して略線対称の形状に形成されていてもよい。
【００１９】
本態様によれば、スキャナ装置の構成において対称性が保たれるので、スキャナ装置を安定して揺動させることができる。
【００２０】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記弾性部は、コの字型の形状を有する板状部材が、前記スキャナホルダーの回転の軸に対して反対向きに交互に複数個組み合わされた板バネで構成されていてもよい。
【００２１】
本態様によれば、板バネのねじれを利用して、スキャナ装置の揺動を容易にすることで、スキャナ装置が剛性の高い材料により形成された場合であっても、垂直走査において広角スキャンを行うことができる。
【００２２】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記スキャナの一端が固定された前記第１の保持部と前記駆動部の一端が固定された前記第２の保持部とは、第１の板状部材で構成され、前記スキャナの他端が固定された前記第１の保持部と前記駆動部の他端が固定された前記第２の保持部とは、第２の板状部材で構成され、前記連結部は、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材の両端をそれぞれ連結して前記弾性部の一端に固定し、前記スキャナ装置は、さらに、前記弾性部の他端に連結され、前記スキャナホルダーを固定する固定部とを備え、前記第１の板状部材および第２の板状部材と、前記連結部と、前記弾性部と、前記固定部とは一体に形成されていてもよい。
【００２３】
本態様によれば、永久磁石の揺動をスキャナに効率よく伝達できるので、精度よくスキャナ装置の揺動の大きさを大きくすることができる。これにより、スキャナ装置において、効率よく簡便に広角スキャンを行うことができる。
【００２４】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記駆動部は、導線が巻き回されたコイルと、前記コイルを貫通し前記第２の保持部に保持された永久磁石とを有し、前記永久磁石は、前記導線に流れる電流の向きに応じて、前記第２の方向に揺動してもよい。
【００２５】
本態様によれば、垂直方向の駆動力として電磁力を用いるため、スキャナ装置の揺動の大きさを大きくすることができる。これにより、スキャナ装置において、簡便に広角スキャンを行うことができる。
【００２６】
例えば、本発明の一態様に係るスキャナ装置において、前記第２の保持部は、前記第１の保持部の両側に１つずつ形成され、前記駆動部は、前記第２の保持部にそれぞれ１つずつ保持されていてもよい。
【００２７】
本態様によれば、スキャナ装置の構成において対称性が保たれるので、スキャナ装置を安定して揺動させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、スキャナの剛性が高い場合であっても、垂直走査において広角スキャンを行うことができるスキャナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施の形態１に係るスキャナ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るスキャナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】図２の（ａ）に示すＡＡ’線における断面図である。
【図４】実施の形態１に係るスキャナ装置の配置の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るスキャナ装置の動作原理を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るスキャナ装置の動作を示す図である。
【図７】実施の形態１の変形例１に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【図８】実施の形態１の変形例２に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【図９】実施の形態２に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【図１０】実施の形態３に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【図１１】実施の形態４に係るスキャナ装置のフレームの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。各図は、必ずしも各寸法または各寸法比等を厳密に図示したものではない。
【００３１】
（実施の形態１）
［スキャナ装置の構造］
以下の実施の形態では、ディスプレイに使用されるスキャナ装置を例として説明する。
【００３２】
まず、図１〜図４を参照しながら、実施の形態１に係るスキャナ装置の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係るスキャナ装置の構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係るスキャナ装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図３は、図２の（ａ）に示すＡＡ’線における断面図である。図４は、本実施の形態に係るスキャナ装置の配置の一例を示す図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態に係るスキャナ装置１は、スキャナホルダー１０と、スキャナ１２と、駆動部１４とを備えている。スキャナホルダー１０は、Ｘ方向に長尺な形状を有している。また、駆動部１４は、コイル１５と、永久磁石１６とを有している。
【００３４】
スキャナ１２は、ＭＥＭＳ技術を利用して作製されたマイクロミラーを有する、いわゆるＭＥＭＳスキャナである。スキャナ１２は、図１および図２の（ａ）に示すように、ミラー１２ａと、軸１２ｂと、スキャナパッケージ１２ｃとを有している。ミラー１２ａは、略円盤状の形状を有し、円盤の側面から円盤の中心を貫通する軸１２ｂにより、スキャナパッケージ１２ｃの側壁に回転可能に連結されている。
【００３５】
軸１２ｂは、長手方向が、Ｘ方向に対して直交するＹ方向と平行になるように、スキャナパッケージ１２ｃに連結されている。このとき、軸１２ｂは、図２の（ｂ）および図３に示すように、ミラー１２ａのミラー面が、スキャナ１２の上端および下端から等しい高さに配置されるように、スキャナパッケージ１２ｃに連結されている。すなわち、ミラー１２ａの共振の軸となる軸１２ｂは、後述するスキャナホルダー１０における弾性部１０ｄの厚さ方向の中心の高さと同一の高さになる位置に配置されている。
【００３６】
ミラー１２ａは、発光部（図示せず）から出射されたレーザ光を、例えばディスプレイを構成するスクリーン（図示せず）の方向に反射する。このとき、ミラー１２ａが軸１２ｂを中心に回転することにより、スクリーン上において軸１２ｂの方向（Ｙ方向）と直交するＸ方向にレーザ光が走査される。
【００３７】
なお、Ｘ方向およびＹ方向は、それぞれ本発明における第１の方向および第２の方向に相当する。また、第１の方向と第２の方向とは、交差していればよく、直交する場合に限らない。
【００３８】
駆動部１４は、コイル１５と永久磁石１６とを有している。
【００３９】
コイル１５は、導線が巻き回されることで構成された中空のコイルである。コイル１５は、例えば、銅により構成された導線が、２００回巻き回されたものである。
【００４０】
永久磁石１６は、例えばネオジム磁石で構成され、コイル１５の中心を貫通するように配置されている。また、永久磁石１６は、後述するスキャナホルダー１０の磁石保持部１０ｂにより永久磁石１６の上端及び下端が挟まれ、保持されている。
【００４１】
また、永久磁石１６は、スキャナホルダー１０のＸ軸方向を挟んで異なる極性となるように配置されている。例えば、＋Ｙ方向の端部にＮ極、−Ｙ方向の端部にＳ極が配置されている。
【００４２】
スキャナホルダー１０は、スキャナ保持部１０ａと、磁石保持部１０ｂと、連結部１０ｃと、弾性部１０ｄと、固定部１０ｅとで構成されている。スキャナホルダー１０は、磁石保持部１０ｂと、連結部１０ｃと、弾性部１０ｄと、固定部１０ｅとをそれぞれ２つずつ有している。図１に示すように、スキャナホルダー１０において、固定部１０ｅ、弾性部１０ｄ、連結部１０ｃ、磁石保持部１０ｂ、スキャナ保持部１０ａ、磁石保持部１０ｂ、連結部１０ｃ、弾性部１０ｄ、固定部１０ｅはこの順に配置され、一体に形成されている。この構成により、スキャナホルダー１０は、Ｘ方向と平行な方向を回転の軸として回転動作をすることができる。
【００４３】
また、スキャナホルダー１０を構成する材料としては、例えばステンレス等の加工の容易な材料やばね鋼鋼材などが用いられる。
【００４４】
なお、スキャナ保持部１０ａおよび磁石保持部１０ｂは、それぞれ本発明における第１の保持部および第２の保持部に相当する。
【００４５】
また、スキャナ保持部１０ａと磁石保持部１０ｂとは、以下に詳述するように、それぞれ一枚の板状部材により形成された第１の板状部材１０１と第２の板状部材１０２とで構成されている。第１の板状部材１０１は、第１の上部部材１０１ａと第２の上部部材１０１ｂとを有している。第２の板状部材１０２は、第２の下部部材１０２ａと第２の下部部材１０２ｂとを有している。
【００４６】
すなわち、スキャナ保持部１０ａは、第１の板状部材１０１と第２の板状部材１０２における第１の上部部材１０１ａと第１の下部部材１０２ａとで構成され、第１の上部部材１０１ａと第１の下部部材１０２ａとにより、スキャナ１２を挟んで保持している。また、磁石保持部１０ｂは、第１の板状部材１０１と第２の板状部材１０２における第２の上部部材１０１ｂと第２の下部部材１０２ｂとで構成され、第２の上部部材１０１ｂと第２の下部部材１０２ｂとにより、永久磁石１６を挟んで保持している。
【００４７】
スキャナ保持部１０ａを構成する第１の上部部材１０１ａと第１の下部部材１０２ａのうち、スキャナ１２の上端に接触される第１の上部部材１０１ａは、図２の（ａ）に示すように、外周が略正方形の形状を有し、中央部分に開口が形成された枠状の形状を有している。また、スキャナ１２の下端に接触される第１の下部部材１０２ａは、第１の上部部材１０１ａと同一の略正方形の形状を有している。スキャナ１２は、例えば接着剤により、上端が第１の上部部材１０１ａに、下端が第１の下部部材１０２ａに固定されている。
【００４８】
なお、ここで、上とは、図１におけるＺ方向の矢印の先端側の方向、下とは、Ｚ方向の矢印の根元側の方向をいう。
【００４９】
磁石保持部１０ｂを構成する第２の上部部材１０１ｂと第２の下部部材１０２ｂのうち、永久磁石１６の上端に接触される第２の上部部材１０１ｂは、Ｘ方向に長尺な長方形の形状を有している。永久磁石１６の下端に接触される第２の下部部材１０２ｂは、第２の上部部材１０１ｂと同一のＸ方向に長尺な長方形の形状を有している。永久磁石１６は、例えば接着剤により、上端が第２の上部部材１０１ｂに、下端が第２の下部部材１０２ｂに固定されている。
【００５０】
また、磁石保持部１０ｂは、第２の上部部材１０１ｂと第２の下部部材１０２ｂとを対として、スキャナ保持部１０ａのＸ方向の両側にそれぞれ一対ずつ連結されている。
【００５１】
すなわち、スキャナ保持部１０ａと磁石保持部１０ｂとは、一枚の板状部材により第２の上部部材１０１ｂと第１の上部部材１０１ａと第２の上部部材１０１ｂとがこの順に一体に形成された第１の板状部材１０１と、一枚の板状部材により第２の上部部材１０１ｂと第１の上部部材１０１ａと第２の上部部材１０１ｂとがこの順に一体に形成された第２の板状部材１０２とで構成されている。
【００５２】
また、第１の板状部材１０１は、一端および他端のそれぞれから所定の長さの位置で略直角に折り曲げられている。当該所定の長さは、スキャナ１２および永久磁石１６のＺ方向の高さの１／２程度である。また、第２の板状部材１０２についても、同様である。
【００５３】
連結部１０ｃは、第１の板状部材１０１および第２の板状部材１０２と同一の材料で、板状に形成されている。連結部１０ｃは、図２の（ｂ）および図３に示すように、第１の板状部材１０１と第２の板状部材１０２の一端同士および他端同士をそれぞれ連結している。これにより、スキャナ１２および永久磁石１６は、第１の板状部材１０１および第２の板状部材１０２の間に挟んで保持される。また、第１の板状部材１０１及び第２の板状部材１０２において、一端及び他端からそれぞれ折り曲げた位置までの長さが等しいので、図２の（ｂ）および図３に示すように、連結部１０ｃは、スキャナ１２および永久磁石１６の上端および下端から等しい高さの位置に配置される。
【００５４】
弾性部１０ｄは、連結部１０ｃと同一の一枚の板状部材により形成されたコの字型の形状を有する板状部材が、スキャナホルダー１０の回転の軸に対して反対向きに交互に複数個組み合わされた板バネで構成されている。弾性部１０ｄは、図１および図２の（ａ）に示すように、一枚の板状部材をＹ方向にコの字型に往復させた形状にパターニング形成されている。すなわち、弾性部１０ｄは、磁石保持部１０ｂよりもＹ方向に突出し、スキャナホルダー１０の回転の軸に対して、Ｙ方向にコの字状に張り出した線対称（略線対称）の形状に形成されている。また、弾性部１０ｄは、一枚の板状部材で連結部１０ｃと一体に形成されているので、連結部１０ｃと同様、スキャナ１２および永久磁石１６の上端および下端からほぼ等しい高さの位置に配置されている。
【００５５】
固定部１０ｅは、弾性部１０ｄと同一の一枚の板状部材によりパターニング形成されている。固定部１０ｅは、スキャナホルダー１０を所定位置に固定するために設けられている。例えば、図４に示すように、固定部１０ｅは、開口部が形成された基板２０において、開口部にスキャナ１２および駆動部１４が配置されるように、基板２０に固定される。
【００５６】
また、図４に示すように、コイル１５は、基板２０に配置された支持部２２により、上端および下端が挟まれて基板２０に固定される。
【００５７】
この構成により、以下に詳述するように、スキャナホルダー１０は、駆動部１４で発生する駆動力により固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸として回転移動する。
【００５８】
［スキャナ装置の動作］
次に、図５および図６を参照しながら、本実施の形態に係るスキャナ装置１の動作について説明する。図５は、本実施の形態に係るスキャナ装置１の動作原理を示す図である。図６は、本実施の形態に係るスキャナ装置１の動作を示す図である。
【００５９】
はじめに、スキャナ装置１の動作原理について説明する。図５に示すように、スキャナ装置１の駆動部１４は、コイル１５と永久磁石１６とで構成されている。コイル１５には、所定の周波数の交流電流が通電される。例えば、コイル１５には、数十Ｈｚ程度の交流電流が通電される。
【００６０】
コイル１５に交流電流が通電されると、コイル１５を貫通する磁束の方向が交番的に変化する。これに対し、永久磁石１６の磁界の方向は一定であるため、コイル１５と永久磁石１６との間にはローレンツ力が働き、永久磁石１６はコイル１５に対して傾斜する。ここで、コイル１５を貫通する磁束の方向は交番的に変化するので、コイル１５の上端および下端の極性は、交流電流の周波数に合わせて交互に変化する。これにより、コイル１５と永久磁石１６との間には引力または斥力が働き、コイル１５も交流電流の周波数に合わせて固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸として揺動する。
【００６１】
このとき、永久磁石１６は、スキャナホルダー１０の磁石保持部１０ｂに固定されているので、図６に示すように、永久磁石１６の揺動に合わせて、スキャナホルダー１０のスキャナ保持部１０ａ、磁石保持部１０ｂ、連結部１０ｃおよび弾性部１０ｄも固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸として揺動する。
【００６２】
スキャナホルダー１０が揺動することにより、スキャナ１２のミラー１２ａも固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸として揺動する。これにより、発光部（図示せず）から出射されミラー１２ａで反射されたレーザ光は、スクリーン（図示せず）上においてＹ方向に走査される。
【００６３】
また、ミラー１２ａは、数十ｋＨｚ程度の共振周波数を用いたサイン波駆動により、軸１２ｂを回転の中心として駆動されている。これにより、発光部から出射されミラー１２ａで反射されたレーザ光は、スクリーン上においてＸ方向にも高速に走査されている。
【００６４】
したがって、ミラー１２ａに照射されたレーザ光は、スクリーン上でＸ方向に高速に水平走査されつつ、Ｙ方向に低速で垂直走査される。
【００６５】
剛性の高い材料を用いた場合、上述したスキャナホルダー１０の揺動の大きさは一般的に小さくなるが、本実施の形態にかかるスキャナ装置１では、スキャナホルダー１０は弾性部１０ｄを有するため、弾性部１０ｄの板バネ状の構成により、板バネのねじれを利用して、スキャナホルダー１０は容易に回転することができる。したがって、スキャナホルダー１０の剛性を高くして共振周波数の影響を抑制しつつ、Ｙ方向の揺動を大きくすることができる。
【００６６】
［効果］
以上、本実施の形態にかかるスキャナ装置１によると、水平走査のための共振周波数の影響を抑制するためにスキャナ装置１が剛性の高い材料により形成された場合であっても、板バネ状の弾性部１０ｄを備えることにより、弾性部１０ｄのねじれを利用してスキャナ装置の揺動を容易にすることで、垂直走査において広角スキャンを行うことができる。
【００６７】
上述した共振周波数は、スキャナ装置の構造または材料の特性により決定されるため、一度スキャナ装置の構造または材料の仕様が確定されると、容易に変更することができない。また、ミラーサイズや装置全体サイズの変更が必要な場合には、シミュレーションや試作などに長期間の検討と費用が必要となる。これに対し、本実施の形態にかかるスキャナ装置１によると、上述したように、スキャナ装置の構造または材料の仕様を大きく変更することなく、簡便に、垂直走査において広角スキャンを達成することができる。
【００６８】
また、上述のように弾性部１０ｄを設けるだけでよいので、スキャナ１２のパッケージサイズも大きくなることがなく、スキャナ装置１の小型化を実現することができる。
【００６９】
（実施の形態１の変形例１）
次に、図７を参照しながら、実施の形態１の変形例１に係るスキャナ装置について説明する。図７は、本変形例に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【００７０】
本変形例に係るスキャナ装置が実施の形態１に係るスキャナ装置と異なる点は、弾性部が複数のコの字状の形状を有する点である。
【００７１】
図７に示すように、本変形例にかかるスキャナ装置３０において、弾性部３１ａは、一枚の板状部材をＹ方向にコの字型に複数、具体的には、三往復させた形状にパターニング形成されている。すなわち、弾性部３１ａは、スキャナホルダー３１の回転の軸に対して、Ｙ方向に等距離で３つのコの字型の形状が張り出した略線対称の形状に形成されている。
【００７２】
この構成によれば、スキャナホルダー３１を固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸として安定して回転させつつ、Ｙ方向の揺動を大きくすることができる。
【００７３】
なお、上述した変形例では、弾性部３１ａは、スキャナホルダー３１の回転の軸に対して、Ｙ方向に等距離で３つのコの字型の形状が張り出した略線対称の形状に形成されているが、コの字型の形状は３つに限らず、２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、大きさも適宜変更してもよい。
【００７４】
（実施の形態１の変形例２）
次に、図８を参照しながら、実施の形態１の変形例２に係るスキャナ装置について説明する。図８は、本変形例に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【００７５】
本変形例に係るスキャナ装置が実施の形態１に係るスキャナ装置と異なる点は、弾性部が複数のコの字型の形状を有し、かつ、Ｙ方向の軸からの距離が異なっている点である。
【００７６】
図８に示すように、本変形例にかかるスキャナ装置４０において、弾性部４１ａは、一枚の板状部材をＹ方向にコの字型に複数、具体的には、三往復させた形状にパターニング形成されている。また、弾性部４１ａは、スキャナホルダー４１の回転の軸に対して、Ｙ方向に異なる距離で３つのコの字型の形状が張り出した形状に形成されている。Ｙ方向の当該距離は、連結部１０ｃに近い側が小さく、固定部１０ｅに近い側が大きくなるように徐々に変更されている。これにより、弾性部４１ａは、Ｙ方向の軸に対して三角形の略線対称の形状に形成されている。
【００７７】
この構成によれば、固定部１０ｅに近い側の揺動を連結部１０ｃに近い側の揺動よりも大きくすることができるので、スキャナホルダー４１を固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸としてより安定して回転させつつ、Ｙ方向の揺動を大きくすることができる。
【００７８】
なお、上述した変形例では、弾性部４１ａは、Ｙ方向の当該距離が、連結部１０ｃに近い側が小さく固定部１０ｅに近い側が大きくなるように形成されているが、このような形状に限らず、連結部１０ｃに近い側が大きく固定部１０ｅに近い側が小さくなるように形成されてもよい。また、弾性部４１ａのＹ方向への距離は、連結部１０ｃに近い側から固定部１０ｅに近い側へと徐々に大きくまたは小さく形成される必要はなく、適宜変更してもよい。
【００７９】
（実施の形態２）
次に、図９を参照しながら、本実施の形態２に係るスキャナ装置について説明する。図９は、本実施の形態に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【００８０】
本実施の形態に係るスキャナ装置が実施の形態１に係るスキャナ装置と異なる点は、スキャナ１２に対して駆動部が一箇所のみに配置されている点である。
【００８１】
図９に示すように、本実施の形態に係るスキャナ装置５０において、駆動部はスキャナ１２の片側のみに配置されている。
【００８２】
この構成を実現するために、本実施の形態に係るスキャナ装置５０におけるスキャナホルダー５１は、実施の形態１に係るスキャナホルダー１０においてスキャナ保持部１０ａの片側に設けられていた磁石保持部が、形成されておらず、スキャナ保持部１０ａと連結部５１ｂとが連続するように形成されている。また、スキャナホルダー５１の弾性部５１ａは、実施の形態１の変形例１と同様、弾性部５１ａは、スキャナホルダー５１の回転の軸に対して、Ｙ方向に等距離で３つのコの字型の形状が張り出した略線対称の形状に形成されている。
【００８３】
この構成によれば、駆動部１４を１つのみ備える構成とすることで、スキャナ装置５０の小型化を図ることができる。
【００８４】
なお、駆動部１４を１つのみ備える構成とすることで、スキャナ装置５０は、非対称の構成となっているが、弾性部５１ａの構成を変更することで、スキャナホルダー５１を固定部１０ｅおよびミラー１２ａの中心を結ぶ軸を回転の軸として安定して回転させつつ、Ｙ方向の揺動を大きくすることができる。
【００８５】
（実施の形態３）
次に、図１０を参照しながら、実施の形態３に係るスキャナ装置について説明する。図１０は、本実施の形態に係るスキャナ装置の構成を示す平面図である。
【００８６】
本実施の形態に係るスキャナ装置が実施の形態１に係るスキャナ装置と異なる点は、弾性部がバネ部材により構成されている点である。
【００８７】
図１０に示すように、本変形例にかかるスキャナ装置６０において、弾性部６１ａは、スキャナ保持部１０ａ、磁石保持部１０ｂ、連結部１０ｃおよび固定部１０ｅとは異なる部材により形成されている。弾性部６１ａは、例えばバネ部材により構成されている。
【００８８】
この構成によれば、バネ部材によりスキャナホルダー６１のＹ方向の揺動を大きくすることができるとともに、水平走査のための共振周波数の影響を抑制して、安定してＹ方向に揺動させることができる。
【００８９】
なお、本実施の形態において、弾性部６１ａは、バネ部材で構成されるとしたが、バネ部材に限らず、弾性を有する他の材料で構成されてもよい。例えば、ゴム状の材料で構成された弾性部であってもよい。
【００９０】
（実施の形態４）
次に、図１１を参照しながら、実施の形態４に係るスキャナ装置について説明する。図１１は、本実施の形態に係るスキャナ装置のフレームの構成を示す断面図である。
【００９１】
本実施の形態に係るスキャナ装置が実施の形態１に係るスキャナ装置と異なる点は、スキャナがパッケージなしの構成である点である。
【００９２】
実施の形態１にかかるスキャナ装置１では、スキャナ１２はパッケージを有する構成であるため、スキャナ保持部１０ａによりスキャナパッケージ１２ｃを挟んで保持する構成であった。これに対し、本実施の形態にかかるスキャナ装置では、スキャナパッケージ１２ｃに代えて、エッチングにより段差が形成されたフレーム７０を備えている。本実施の形態にかかるスキャナ装置では、一軸型のスキャナをフレーム７０に配置し、フレーム７０をスキャナ保持部１０ａで保持することにより、実施の形態１にかかるスキャナ装置と同様の動作を行う。
【００９３】
フレーム７０は、平面視したときに外周が略正方形の形状を有し、図１１に示すように、中央部分には、凹部７４が形成されている。凹部７４は、凹部７４の中にスキャナ７６を配置したときに、ミラー７８のミラー面がフレーム７０の高さ方向の中央に配置される深さに形成されている。すなわち、本実施の形態にかかるスキャナ装置は、ミラー７８のミラー面の中心を通る軸を回転の軸として、回転する。
【００９４】
この構成によれば、本実施の形態にかかるスキャナ装置において、ミラー７８のミラー面の中心を通る軸を回転の軸として回転させつつ、Ｙ方向の揺動を大きくすることができる。
【００９５】
なお、フレーム７０は、スキャナホルダーのスキャナ保持部と一体に形成されてもよい。
【００９６】
以上、本発明の実施の形態１〜４に係るスキャナ装置について説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
【００９７】
例えば、上述した実施の形態では、弾性部は、スキャナホルダーの回転の軸に対して、Ｙ方向に等距離でコの字型の形状が張り出した略線対称の形状に形成されているが、コの字型の形状は１つに限らず、２つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、大きさも適宜変更してもよい。
【００９８】
また、弾性部は、コの字型の形状のＹ方向の距離が、連結部に近い側が小さく固定部に近い側が大きくなるように形成されていてもよいし、連結部に近い側が大きく固定部に近い側が小さくなるように形成されてもよい。また、弾性部のコの字型の形状のＹ方向への距離は、連結部に近い側から固定部に近い側へと徐々に大きくまたは小さく形成される必要はなく、適宜変更してもよい。
【００９９】
また、スキャナ装置において、駆動部は、スキャナの両側に１つずつ計２つ配置されてもよいし、スキャナの片側のみに１つ備える構成であってもよい。
【０１００】
また、弾性部は、スキャナホルダーの板状部材によって構成されてもよいし、他の部材によって構成されてもよい。例えば、バネ部材で構成されてもよいし、ゴム状の材料で構成されてもよい。また、弾性を有する他の材料で構成されてもよい。
【０１０１】
さらに、上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、例えば、電子写真式複写機、レーザビームプリンタ及びバーコードリーダ等の光学機器を構成する走査装置、光ディスクのトラッキング制御装置およびレーザディスプレイを構成するスキャナ装置として適用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１、３０、４０、５、６０、７０  スキャナ装置
１０、３１、４１、５１、６１  スキャナホルダー
１０ａ  スキャナ保持部（第１の保持部）
１０ｂ  磁石保持部（第２の保持部）
１０ｃ、５１ｂ  連結部
１０ｄ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ  弾性部
１０ｅ  固定部
１２、７６  スキャナ
１２ａ、７８  ミラー（スキャナ）
１２ｂ  軸（スキャナ）
１２ｃ  スキャナパッケージ（スキャナ）
１４  駆動部
１５  コイル（駆動部）
１６  磁石（駆動部）
２０  枠体
２２  支持部
７４  凹部
１０１  第１の板状部材
１０１ａ  第１の上部部材（第１の保持部、第１の板状部材）
１０１ｂ  第２の上部部材（第２の保持部、第１の板状部材）
１０２  第２の板状部材
１０２ａ  第１の下部部材（第１の保持部、第２の板状部材）
１０２ｂ  第２の下部部材（第２の保持部、第２の板状部材）
【図１】
0006388262.tif 000002
【図２】
0006388262.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006388262.tif 000007
【図７】
0006388262.tif 000008
【図８】
0006388262.tif 000009
【図９】
0006388262.tif 000010
【図１０】
0006388262.tif 000011
【図１１】
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