(57)【要約】【課題】  半導体プロセスによる加工ばらつきに対するねじりバネのねじりバネ定数の変化を小さくする。【解決手段】  本発明に係る揺動体装置は、支持部と可動部と前記可動部を前記支持部に対してねじり軸まわりにねじり振動可能に支持するねじりバネと、前記可動部を振動させる駆動手段とを有する。前記ねじりバネは、単結晶シリコンで形成され、前記ねじりバネのねじり軸に平行方向の結晶方位が［１１１］方位である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、可動部と、前記可動部を前記支持部に対してねじり軸まわりにねじり振動可能に支持するねじりバネと、前記可動部を振動させる駆動手段とを有する揺動体装置であって、
前記ねじりバネは、単結晶シリコンで形成され、前記ねじりバネのねじり軸に平行な方向の結晶方位が［１１１］方位であることを特徴とする揺動体装置。
【請求項２】
前記可動部は単結晶シリコンで形成され、前記可動部の主面の結晶面が（１１１）面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】
前記支持部と、前記可動部と、前記ねじりバネとが単結晶シリコンで一体形成されてい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４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の揺動体装置と、前記可動部の上に形成された反射面を有することを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
複数の可動部と、前記複数の可動部を同一のねじり軸まわりにねじり振動可能に支持する複数のねじりバネとを有し、前記反射面は前記複数の可動部の少なくとも一つに形成され、前記ねじり軸まわりに基準周波数となる固有周波数と前記基準周波数の整数倍の固有周波数とを有することを特徴とする請求項４に記載の光偏向器。
【請求項６】
光源と、請求項４又は５に記載の光偏向器と、感光体とを有し、前記光偏向器は、前記光源からの光を前記光偏向器により偏向し、前記光の少なくとも一部を前記感光体に照射し静電潜像を形成す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、ねじり振動可能に部材を弾性支持するねじりバネを利用した揺動体装置、光偏向器、それを用いた画像形成装置などの光学機器に関する。この光偏向器は、例えば、光の偏向走査によって画像を投影するプロジェクションディスプレイや、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に好適に利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体プロセスによってシリコン基板から製造される微小機械部材はマイクロメータオーダの加工が可能であり、これらを用いて様々な微小機能素子が実現されている。特に、このような技術によって形成されるマイクロねじりバネにより反射面をねじり振動し光走査を行う光偏向器は、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、次の様な特徴がある。すなわち、光偏向器を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、等の特徴がある。
【０００３】
シリコンにより作製した光偏向器の一例として、図７に示すような光偏向器が存在する（特許文献１参照）。図７は、光偏向器全体の斜視図である。
【０００４】
図７の光偏向器は、支持部２０と可動部３０と可動部３０を支持部２０に対してねじり振動可能に支持するねじりバネ２２、２４とで構成されている。そして、この光偏向器はシリコンウエハに半導体製造方法のフォトリソグラフィとエッチング技術を用いることで作製している。
【特許文献１】特開昭５７−８５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような半導体プロセスによって単結晶シリコン基板から揺動体装置を製造する場合、加工精度にばらつきがあるとねじりバネのバネ定数にばらつきが生じてしまう。このバネ定数のばらつきは、例えば揺動体装置の共振周波数のばらつきの原因となる。
【０００６】
よって本発明は、単結晶シリコン基板の加工ばらつきに起因するバネ定数のばらつきを抑えること、及びこのねじりバネを用いた揺動体装置を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明に係る揺動体装置は、支持部と、可動部と、前記可動部を前記支持部に対してねじり軸まわりにねじり振動可能に支持するねじりバネと、前記可動部を駆動する駆動手段とを有する揺動体装置であって、前記ねじりバネは、単結晶シリコンで形成され、前記ねじりバネのねじり軸に平行な方向の結晶方位が［１１１］方位であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれは、単結晶シリコンでねじりバネを形成する際に、ねじり軸に平行な方向の結晶方位を［１１１］方位とすることで、他の結晶面や結晶方位を用いた場合よりも、ねじりバネ定数比を小さくすることができる。このため、同じねじりバネ定数のねじりバネを作成する際に、ねじりバネの形状を他の結晶面や結晶方位を用いた場合よりも大きくすることができる。よって、半導体プロセスによる加工ばらつきにより生じるねじりバネのバネ定数のばらつきを小さくすることができる。このねじりバネを揺動体装置に用いることで、ねじりバネのバネ定数のばらつきに起因する揺動体装置の共振周波数のばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本実施形態の揺動体装置の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。本実施形態の揺動体装置は、支持部１０１と、可動部１０３と、ねじりバネ１０４ａ、１０４ｂで構成される。ねじりバネ１０４ａ、１０４ｂは、可動部１０３を支持部１０１に対して、ねじり軸まわりにねじり振動可能なように弾性的に支持している。支持部１０１は支持基板等の固定部材に固定されており、可動部１０３がねじり振動しても支持部１０１が動かないような構成となっている。また、本実施形態に係る揺動体装置を光偏向器として用いる場合は、可動部１０３の上に反射面１０２を形成する。反射面１０２の材料はアルミニウムであり、真空蒸着により形成されている。反射面１０２は別の材質、例えば金、銅等の薄膜で形成されていてもよく、さらにその上に保護膜を有していていもよい。あるいは反射面１０２は誘電体多層膜により形成されてもよい。
【００１０】
さらに、可動部１０３を駆動する駆動手段と、図示しない駆動手段を制御する駆動制御手段とを有する。駆動手段は、電磁方式の場合のコイルや磁石、静電方式の場合の電極、ピエゾ方式の場合の圧電素子などでよい。例えば、図１（ｂ）に示す構成があり、可動部１０３は、硬磁性体（永久磁石）１０６を有しており、ねじり軸１０８に対して垂直方向（図１（ｂ）の図面左右方向）に磁化されている。硬磁性体は、スパッタリングあるいは貼り付け等により形成することができる。図示しない駆動制御手段から駆動手段としてのコイル１０７に電流を印加することにより磁場が発生し、可動部１０３にトルクが印加され、揺動体装置を駆動することができる。コイル１０７に印加する電流を交流にすれば、交流の周波数に応じたねじり振動で揺動体装置を駆動することができる。さらに、本発明の揺動体装置が有する共振周波数と同じ交流電流をコイル１０６に流すことによって、低消費電力でねじり共振振動させることができる。
【００１１】
ねじりバネ１０４ａ、１０４ｂは単結晶シリコン基板で形成され、ねじりバネ１０４ａ、１０４ｂのねじり軸１０８に平行な結晶方位が［１１１］方位である。ねじり軸１０８に平行な結晶方位が［１１１］方位であるねじりバネは、（１１０）面を主面とする単結晶シリコン基板をドライエッチングすることで作製することができる。ここで、［１１１］方位とは、ほぼ［１１１］方位の場合も含み、ねじり軸に対して平行方向のねじりバネの結晶方位が、［１１１］方位±１０度の範囲内の結晶方位も含んでいる。この範囲内では、ばね定数がほぼ同等である。この結晶方位は、その等価方位であってもかまわない。
【００１２】
尚、本明細書においては、（１１１）面と等価な面、例えば（−１−１−１）面や（−１１１）面などを総称して（１１１）等価面（即ち｛１１１｝）と表現する。また、［１１１］方位と等価な方位、例えば［−１−１−１］方位や［−１１１］方位などを総称して［１１１］等価方位と表現する。
【００１３】
本実施形態の原理について説明する。図５は、ねじりバネ定数比が各結晶面に対してどのように変化するかを有限要素法によって計算した結果である。今回の計算では、シリコンの結晶異方性を考慮しており、ねじり軸に垂直な断面のねじりバネの形状は正方形で計算している。しかし、ねじり軸に垂直な断面のねじりバネの形状は正方形でなくとも構わない。例えば、長方形等であっても構わない。
【００１４】
有限要素法の計算に用いた物性値は、以下の通りである。シリコンの密度は２３００ｋｇ／ｍ３を用いている。また、シリコン単結晶の異方性を考慮するために、ヤング率（単位：Ｐａ）の代わりに、以下のようなスティフネス係数（単位：Ｐａ）を用いる。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
ここで、Ｃ１１＝１６７．４ＧＰａ、Ｃ１２＝６５．２３ＧＰａ、Ｃ４４＝７９．５７ＧＰａである。
【００１７】
これらの物性値を用いて、可動部、ねじりバネ等の有限要素モデルを作成し、有限要素法により計算を実施することにより、結晶異方性を考慮した解析を実施することができる。
【００１８】
図５の縦軸は、ねじりバネ定数比であり、横軸は［１１０］方位となす角度である。ねじりバネ定数比とは、（１００）基板を用いてねじりバネを作製し、ねじり軸に平行な方向の結晶方位が［１００］方位のとき（図５の（１００）基板において、［１１０］方位となす角度が４５度の場合）のねじりバネ定数を１とした比である。
【００１９】
また、［１１０］方位となす角度とは、任意の単結晶シリコン基板を使ってねじりバネを作製し、そのねじりバネのねじり軸方向の結晶方位が、［１１０］方位となす角度を表す。つまり、０度は、ねじりバネのねじり軸方向の結晶方位が［１１０］方位であることを表す。ここで、（１００）基板とは、ねじりバネを作製する単結晶シリコン基板の主面の結晶面が（１００）面であることを表す。（１１０）基板、（１１１）基板も同様である。例えば、（１００）基板の場合は、［１１０］方位となす角度が、±４５度、±１３５度は、［１００］方位を表す。また、［１１０］方位となす角度が０度、±９０度、±１８０度は、［１１０］方位を表す。さらに、（１１０）基板の場合は、回転角度が０度、±１８０度は、［１１０］方位を表す。また、回転角度が±９０度は、［１００］方位を表し、±３５．３度、±１４４．７度は、［１１１］方位を表す。さらに、（１１１）基板の場合は、回転角度が０度、±１８０度は、［１１０］方位を表す。
【００２０】
図５に示すように、（１１０）基板を使ったねじりバネ定数は、ねじりバネのねじり軸方向の結晶方位が、［１１０］方位となす角度が０度から６０度の間で、（１００）、（１１０）基板を使ったねじりバネの最も小さいねじりバネ定数より小さい。さらに、最も小さいねじりバネ定数比を示すのは、（１１０）基板を使い、かつ、ねじりバネのねじり軸方向の結晶方位が、［１１１］方位であるねじりバネである。この場合、[１１０]方位となす角度は３５．３度である。本実施形態に係る発明では、この方位を有するねじりバネを用いている。この時のねじりバネ定数は、（１００）面であって、さらに、ねじり軸に対して平行方向の結晶方位が［１００］方位のときのねじりバネ定数と比較して、約２５％程度低減することができる。また、この角度が、ほぼ［１１１］方位（［１１１］方位±１０度の範囲内）である場合、ほぼばね定数比が同等である。この結晶方位は、その等価方位であってもかまわない。
【００２１】
次に、ねじりバネ定数比が小さい結晶面、結晶方位を利用して作製したねじりバネと、ねじりバネ定数比が大きい結晶面で作製したねじりバネとを比較する。同じねじりバネ定数のねじりバネを作製する場合、ねじりバネ定数比が大きい結晶面でねじりバネを作製する場合と比べて、ねじりバネ定数比が小さい結晶面、結晶方位でねじりバネを作製したほうが、ねじりバネの形状を大きくすることができる。例えば、ねじりバネの長さが一定の場合、ねじりバネ定数比が小さいほうがねじりバネの幅を太くすることができる。単結晶シリコン基板の加工誤差が同じである場合、ねじりバネの形状が太いほうがねじりバネ定数への加工誤差の影響を小さくすることができる。よって、ねじりバネ定数比が小さい結晶面、結晶方位で作製したねじりバネのほうが、単結晶シリコン基板の加工誤差の影響を低減することができる。この構成により、ねじりバネの幅などの加工誤差によるねじりバネ定数の変化を小さくすることができるので、加工誤差の小さいねじりバネを有する揺動体装置の共振周波数ばらつきを低減することができる。
【００２２】
さらに、可動部が単結晶シリコン基板で形成され、可動部主面の結晶面が（１１１）面である構成とすることもできる。可動部は、所定角度内をねじり振動する時に、大きな角加速度を受ける。従って、駆動時に可動部が自重による慣性力を受けてたわんでしまう。図６が示すように、（１１１）面を主面とする単結晶シリコン基板で作製した可動部は、［１１０］方位となす角度によらず、可動部の変形量は一定である。従って、可動部を作製する際に、可動部の結晶方位がずれてしまっても、可動部の変形量は、ほぼ一定にすることができるので、加工誤差による可動部の変形量ばらつきを低減することができる。
【００２３】
また、可動部はねじりバネとは別体で形成された後、接着あるいは接合によって、一体化している。可動部、ねじりバネ等を有する揺動体装置を構成する部材を、個別にマイクロマシニング技術によりシリコンウエハ上に形成することにより、ウェハ内の不要な部分を低減することができ、取り個数を増やすことができる。従って、コスト低減を行うことができる。また、シリコンは、比重が約２．３ｇ／ｃｍ３と小さいので、可動部を単結晶シリコン基板で作製することにより、可動部を高速で駆動することができる。
【００２４】
さらに、可動部とねじりバネとが単結晶シリコンで一体形成されている構成とすることもできる。この構成では、加工精度の高い半導体プロセス技術によって、一括加工できるため、より高精度に揺動体装置を作製することができる。従って、さらに周波数ばらつきの小さい揺動体装置を提供することができる。
【００２５】
さらに、揺動体装置の可動部の上に反射面を形成した構成とすることもできる。この構成によって、揺動体装置を光偏向器に利用することができる。
【００２６】
さらに、本実施形態の揺動体装置は、複数の可動部と、複数の可動部を同一のねじり軸まわりにねじり振動可能に連結する複数のねじりバネとで構成することができる。複数の可動部の少なくとも一つは反射面を有し、ねじり軸まわりに基準周波数となる固有周波数と前記基準周波数の整数倍の固有周波数とを有する構成とすることもできる。２つ以上のねじり振動方向の固有振動モードを同時に励起させて、正弦波状の光走査以外の光走査を行うことができる。
【００２７】
さらに、光源と、光偏向器と、感光体とを有し、この光偏向器は、光源からの光を光偏向器により偏向し、光の少なくとも一部を前記感光体に照射して静電潜像を形成する画像形成装置とすることもできる。バネ定数のばらつきの小さいねじりバネを有する光偏向器を利用した構成では、加工誤差による共振周波数のばらつきが小さいので、画像の縦横比の安定させることができ、画質の低下を防止することができる。
【００２８】
以下、より具体的な実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
実施例１の光偏向器の構成を図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の光偏向器の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂ断面図である。本発明の光偏向器は、支持部１０１と反射面１０２を有する可動部１０３とを有する。さらに、可動部１０３を支持部１０１に対してねじり振動可能に支持するねじりバネ１０４ａ、１０４ｂとを有する。ねじりバネの長さは、５０００μｍであり、ねじり軸１０８に対して垂直な断面形状は、幅１５０μｍ、厚さ３００μｍの長方形である。ねじり軸に垂直な断面のねじりバネの形状は、長方形でなくともよく、円形、正方形であって構わない。支持部１０１と可動部１０３とねじりバネ１０４ａ、１０４ｂは、（１１０）面を主面とする厚さ３００μｍの単結晶シリコン基板を、半導体製造方法のフォトリソグラフィとドライエッチングにより一体で形成されている。そして、ねじりバネ１０４ａ、１０４ｂのねじり軸１０８に平行方向の結晶方位が、［１１１］方位であるように作製している。
【００３０】
可動部１０３は、ねじり軸１０８に垂直方向の長さが３．０ｍｍ、平行方向の長さが１．０ｍｍ、厚さは０．３ｍｍである。可動部の形状は、直方体であるが、楕円柱状等であっても構わない。反射面１０２の材料はアルミニウムである。
【００３１】
さらに、可動部１０３を駆動する駆動手段と、図示しない駆動手段を制御する駆動制御手段とを有する。本実施例では、駆動手段は、電磁方式である。可動部１０３は、硬磁性体１０６を有しており、ねじり軸１０８に対して垂直方向に磁化されている。硬磁性体は、スパッタリングあるいは貼り付け等により形成することができる。コイル１０７に電流を印加することにより磁場が発生し、可動部１０３にトルクが印加され、光偏向器を駆動することができる。コイル１０７に印加する電流を交流にすれば、交流の周波数に応じたねじり振動で光偏向器を駆動することができる。本発明の光偏向器が有する共振周波数は約６５００Ｈｚであり、この共振周波数と同じ交流電流をコイル１０７に流すことによって磁場が発生し、可動部１０３にトルクが印加され、低消費電力で光学角１００度のねじり振動をさせることができる。
【００３２】
この構成により、ねじりバネ１０４ａ、１０４ｂの幅の加工誤差が１μｍ程度あっても、ねじりバネ定数をほぼ同じにすることができる。従って、加工誤差による共振周波数のばらつきを１％以下にすることができる。
【実施例２】
【００３３】
実施例２の光偏向器の構成を図２を用いて説明する。図２（ａ）は、本発明の光偏向器の上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ｂ断面図である。実施例２の光偏向器の構成は、実施例１の光偏向器と略同様である。本実施例では、可動部２０３とねじりバネは、別体で形成した後、一体化している。
【００３４】
ねじりバネ２０４ａ、２０４ｂは、（１１０）面を主面とする厚さ１００μｍの単結晶シリコン基板を用いて、半導体製造方法のフォトリソグラフィとドライエッチングにより作製している。ねじりバネ２０４ａ、２０４ｂの結晶面２００１は、ねじり軸２０８に平行方向の結晶方位が、［１１１］方位である。ねじりバネの長さは、２０００μｍであり、ねじり軸２０８に対して垂直な断面形状は、幅が１５０μｍ、厚さ１００μｍの長方形である。
【００３５】
可動部２０３は、ねじり軸２０８に垂直方向の長さが１．５ｍｍ、平行方向の長さが１．０ｍｍ、厚さは０．１ｍｍである。可動部２０３は（１１１）面を主面とする単結晶シリコン基板で作製されている。つまり、可動部２０３の結晶方位２０００は、可動部２０３主面の結晶面が（１１１）面である。可動部２０３は、（１１１）面を主面とする単結晶シリコン基板を、半導体製造方法のフォトリソグラフィとドライエッチングにより作製されている。他の方法として、ダイシングブレード（円形回転刃）により切断して作製することもできる。可動部とねじりバネの一体化は、例えば接着剤によって行うが、接着剤以外の方法を用いてもよい。例えば、直接接合や融着により一体化することができる。
【００３６】
可動部、ねじりバネ等の光偏向器を構成する部材を個別にマイクロマシニング技術によりシリコンウエハ上に形成することにより、ウェハ内の不要な部分を低減することができ、取り個数を増やすことができる。従って、コスト低減を行うことができる。
【００３７】
この光偏向器の共振周波数は、約１７．５ＫＨｚである。この構成により、ねじりバネ２０４ａ、２０４ｂの幅の加工誤差が１μｍあっても、ねじりバネ定数をほぼ一定にすることができるので、共振周波数の変化量を１％以下にすることができる。
【００３８】
図６は、自重による可動部の変形が、各結晶方位に対してどのように変化するかを有限要素法によって計算した結果である。この計算では、シリコンの結晶異方性を考慮した計算を実施している。尚、図６の有限要素法の計算に用いた物性値は、図５の計算で用いた物性値と同様である。
【００３９】
図６の縦軸は、可動部の変形量比であり、横軸は［１１０］方位となす角度である。可動部の変形量比とは、可動部の主面の結晶面が（１００）面であって、さらに、可動部の主面と平行で、且つねじり軸と垂直な方向の結晶方位が［１００］方位のときの変形量を１とした比である（この時、［１１０］方位となす角度は、例えば４５度である）。
【００４０】
また、［１１０］方位となす角度とは、可動部主面内に存在する［１１０］方位と、可動部の主面と平行で、且つねじり軸と垂直な方向の結晶方位と、がなす角度を表す。よって、可動部の主面と平行で、且つねじり軸と垂直な方向の結晶方位が［１１０］方位である場合、［１１０］方位となす角度は０度となる。
【００４１】
ここで、（１００）基板とは、可動部主面の結晶面が（１００）面であることを表す。（１１０）基板、（１１１）基板も同様である。例えば、（１００）基板の場合は、［１１０］方位となす角度が、±４５度、±１３５度は、［１００］方位を表す。また、［１１０］方位となす角度が、０度、±９０度、±１８０度は、［１１０］方位を表す。さらに、（１１０）基板の場合は、回転角度が０度、±１８０度は、［１１０］方位を表す。また、回転角度が±９０度は、［１００］方位を表し、±３５．３度、±１４４．７度は、［１１１］方位を表す。さらに、（１１１）基板の場合は、回転角度が０度、±１８０度は、［１１０］方位を表す。
【００４２】
図６が示すように、（１１１）面を主面とする単結晶シリコン基板で作製した可動部は、結晶方位によらず、可動部の変形量は一定である。従って、可動部を作製する際に、可動部の結晶方位がずれた場合であっても、可動部の変形量は、ほぼ一定にすることができるので、加工誤差による可動部の変形量ばらつきを低減することができる。
【００４３】
従って，この構成により、ねじりバネ２０４ａ、２０４ｂの幅の加工誤差があっても、ねじりバネ定数をほぼ一定にすることができる。さらに、加工誤差による可動部の変形量ばらつきを低減することができる。
【実施例３】
【００４４】
本実施例の光偏向器の構成を図３を用いて説明する。本実施例の光偏向器は、２つの可動部３０３と３０５を有し、可動部３０３は反射面３０４を有する。可動部３０３と可動部３０５と支持部３０１は、複数のねじりバネ３０２ａ、３０２ｂで連結されている。
【００４５】
可動部３０３は、ねじり軸３０８に垂直方向の長さが３．０ｍｍ、平行方向のサイズが１．０ｍｍであり、可動部３０５は、ねじり軸３０８に垂直方向の長さが３．０ｍｍ、平行方向のサイズが１．０ｍｍである。可動部３０５は図示しない永久磁石を有し、実施例１と同様に電磁力によって駆動することができる。
【００４６】
ねじりバネ３０２ａ、３０２ｂは、（１１０）面を主面とする単結晶シリコン基板により作製されている。図５が示すように、マイクロねじりバネのねじりバネ３０２ａ、３０２ｂのねじり軸３０８に平行方向の結晶方位が、［１１１］方位であるように作製している。
【００４７】
本実施例の光偏向器は、ねじり軸３０８を中心としたねじり振動について、周波数ｆ１の１次の固有振動モードと基準周波数の略２倍の周波数となるｆ２の２次の固有振動モードを有している。１次のねじり振動モードに加えて、２次のねじり振動モードで同時にねじり振動させることによって、可動部３０３に形成された反射面３０４で反射された光の偏向走査の変位角は、この２つの振動モードの重ね合わせとなる。本実施例の光偏向器は、基準周波数となる１次のねじり振動モードと基準周波数の略２倍の周波数となる２次のねじり振動モードを有しているので、鋸波状の振動で光偏向器を駆動することができる。従って、加工誤差による共振周波数ばらつきが小さい光偏向器で光走査を安定に行うことができる。
【実施例４】
【００４８】
図４は上記光偏向器を用いた光学機器の実施例を示す図である。図４は、光学機器の一つである画像形成装置を示している。図４において、５０３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。５０１はレーザ光源である。５０２はレンズあるいはレンズ群であり、５０４は書き込みレンズ或いはレンズ群、５０５は感光体、５０６は走査軌跡である。レーザ光源５０１から射出されたレーザ光は、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、光偏向器５０３により１次元的に走査する。この走査されたレーザ光は書き込みレンズ５０４により、感光体５０５上へ画像を形成する。感光体５０５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部分に静電潜像を形成する。次に、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を形成し、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。加工誤差による周波数変動を低減した光偏向器を用いることにより、画像の縦横比を安定させ、画質の劣化を防止することができる。
【００４９】
また、本発明に係る光偏向器をプロジェクションディスプレイなどの画像表示装置に用いる場合は、以下のような構成とする。画像データに基づいて変調された光ビームを発生する光源からの光ビームを、本発明に係る光偏向器で偏向し、該光ビームを被照射体に照射することで画像を形成する。光偏向器は、光ビームを被照射体上の主走査方向と副走査方向に偏向できるような構成とする。
【００５０】
上記の様に、本発明に係る光偏向器はこのような光学機器にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、揺動体装置、光偏向器及びそれを用いた画像形成装置に関する。例えば、光の偏向走査によって画像を投影するプロジェクションディスプレイや、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）本発明の実施形態の揺動体装置及び実施例１の光偏向器を説明するための上面図である。（ｂ）本発明の実施形態の揺動体装置及び実施例１の光偏向器を説明するための断面図である。
【図２】（ａ）本発明の実施例２の光偏向器を説明するための上面図である。（ｂ）本発明の実施例２の光偏向器を説明するためのＡ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の実施例３の光偏向器を説明するための上面図である。
【図４】本発明の実施例４の画像形成装置を説明するための図である。
【図５】本発明のねじりバネのばね定数の結晶面依存性を示す図である。
【図６】本発明の可動部の変形量の結晶面依存性を示す図である。
【図７】従来技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
２０  支持部
２２、２４  ねじりバネ
３０  可動部
１００  アクチュエータ
１０１、２０１、３０１  支持部
１０２、２０２、３０４  反射面
１０３、２０３、３０３、３０５  可動部
１０４ａ、１０４ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、３０２ａ、３０２ｂ  ねじりバネ
１０５、２０５  可動部
１０６、２０６  永久磁石
１０７、２０７  コイル
１０８、２０８、３０８  ねじり軸
１０００、１００１、２０００、２００１、２００２、２００３、３０００、３００１  結晶方位
５０１  レーザ光源
５０２  レンズ
５０３  光走査系
５０４  書き込みレンズ
５０５  感光体
５０６  走査軌跡
【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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