(57)【要約】【課題】可動子の揺動運動で生じる気流を調整してその乱れを抑えることで、可動子の揺動運動を安定化させることが可能な揺動体装置を提供する。【解決手段】揺動体装置は、回転軸111の回りに揺動可能に支持された少なくとも1つの可動子101、102を有する。可動子101、102の少なくとも一部に、蒲鉾形状、半球形状、球形状などである気流調整体106が設けられる。気流調整体106の表面は、回転軸111に垂直な各断面において、曲線形状を有する。【選択図】図1-1
2009020219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の回りに揺動可能に支持された少なくとも1つの可動子を含む揺動体装置であって、
前記可動子の少なくとも一部に気流調整体が設けられ、
前記気流調整体の表面は、前記回転軸に垂直な各断面において、曲線形状を有する、
ことを特徴とする揺動体装置。
【請求項２】
1つの可動子に反射面が設けられ、
少なくとも1つの可動子にトルクを印加して可動子を揺動させる駆動手段を備える、
ことを特徴とする請求項1記載の揺動体装置。
【請求項３】
支持体と、反射面を有する第1可動子と、少なくとも1つの第2可動子と、前記第2可動子に設けられた少なくとも1つの気流調整体と、を含み、
前記第1可動子と前記第2可動子は、ねじりバネにより、前記支持体に対して、前記回転軸である同一ねじり軸の回りにねじり振動可能に支持される、
ことを特徴とする請求項2記載の揺動体装置。
【請求項４】
前記気流調整体は、蒲鉾形状、または半円筒形状、または半楕円球形状、または半球形状である、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の揺動体装置。
【請求項５】
前記気流調整体は、球形状であり、前記可動子を内包している、
こと特徴とする請求項1乃至3の何れか1つに記載の揺動体装置。
【請求項６】
光源と、請求項2乃至5の何れか1つに記載の揺動体装置により構成された光偏向器と、光入射目標体とを有し、
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光入射目標体上に入射させる、
こと特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動可能に支持された少なくとも1つの可動子を有する揺動体装置、それを用いた光偏向器、それを用いた光学機器などに関する。揺動体装置は、光偏向器、アクチュエータ、センサなどとして応用可能である。また、光偏向器は、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用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、正弦振動を行う可動子を含む光偏向器を使用した光走査系ないし光走査装置が提案されている。正弦振動を行う光偏向器を使用した光走査系は、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を使用した光走査系に比べて、光偏向器を大幅に小型化できる。また、消費電力が少ないこと、半導体プロセスによって製造されるＳｉ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、等の特徴がある。
【０００３】
共振現象を利用した光偏向器において、ねじり振動方向の2つ以上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技術がある（特許文献1参照）。図6は、この光偏向器を説明するための上面図である。平板状の可動部（第1可動子）1001は、図中の上下を2本のねじりバネ1011ａ、1011bで支持され、永久磁石1041を有している。枠形状の可動部（第2可動子）1002は、その内側にねじりバネ1011ａ、1011bを支持しており、図中の上下を2本のねじりバネ1012ａ、1012bで支持されている。枠形状の支持枠1021は、その内側でねじりバネ1012ａ、1012bを支持している。支持枠1021はプレート部材1000に接着されている。可動部1001、1002及びねじりバネ1011、1012は、2つの固有振動モードを有し、それらの周波数比はほぼ1：2の関係にある。これらの2つのモードを同時に励起することにより、鋸波状の振動で光偏向器を駆動して、角速度の変動が少ない光走査を行うことができる。しかし、図6の光偏向器は、可動部を大きな振れ角で揺動するときに可動部付近に生じる気流の乱れなどを特に考慮したものではない。
【０００４】
一方、可動子の変位角及び揺動運動を安定させる光偏向器として、分解図である図7に示す様な光偏向器が存在している（特許文献2参照）。図7において、光偏向器1は、振動体5とベース台2と蓋体20とからなる。振動体5は、反射ミラー（可動子）8と、これに連結されるねじりバネ9、10と、ねじりバネ9、10が連結される固定枠部7とからなる。ベース台2は、支持部3、4と、支持部3、4の間の上面に形成された凹部2a、2bと、ねじりバネ10を振動させるための凹部2ａ上の電極11、12とからなる。振動体5を挟持する蓋体20は、偏向する光ビーム（不図示）が透過する材質で形成されている。
【０００５】
この様な光偏向器では、反射ミラー8が振動してねじれ変位した場合、ねじりバネ9、10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。それと共に、ねじりバネ9のみに応力が集中することなく、ねじりバネ10にも応力を分散させることができる。従って、ねじりバネ9、10をあまり太くしたり長くしたりしなくてもよく、コンパクトな設計で、反射ミラー8の共振周波数を確保しながら比較的大きな変位角（振れ角）が得られる。また、蓋体20で密封した上で、その中の減圧又は不活性ガスの充填によって、気流の乱れを低減することができる。こうして、振動体の揺動運動を安定させることができる。
【特許文献１】特開2005−208578号公報
【特許文献２】特開2003−057586号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、レーザービームプリンタ等の電子写真においては、レーザー光を感光体上で走査することによって画像を形成する。こうした装置中の光偏向器として、図6に示す様な光偏向器を用いて大きな変位角で走査する場合、気流の乱れ等を低減して可動子の揺動運動を安定させることは考慮外である。
【０００７】
一方、図7に示す光偏向器の場合、減圧又は不活性ガスの充填によって気流の乱れを低減し、変位角及び揺動運動を安定させることができるとされている。しかし、減圧又は不活性ガスの充填のためのパッケージングにより製造コストが増加しやすい。また、反射ミラー面で偏向走査される光ビームが透過する材質によって蓋体を形成しているため、光ビームの光量が或る程度低下することは避けられない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の揺動体装置は、回転軸の回りに揺動可能に支持された少なくとも1つの可動子を含む揺動体装置であって、次の特徴を有する。すなわち、前記可動子の少なくとも一部に気流調整体が設けられ、前記気流調整体の表面は、前記回転軸に垂直な各断面において、曲線形状を有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題に鑑み、本発明の光学機器は、光源と、反射面が設けられた可動子と少なくとも1つの可動子にトルクを印加して可動子を揺動させる駆動手段を含む上記揺動体装置により構成された光偏向器と、光入射目標体とを有すること特徴とする。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光入射目標体上に入射させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上記の如き表面を持つ気流調整体を少なくとも1つの可動子に設けて可動子の揺動運動で生じる気流を調整してその乱れを抑えることができる。よって、可動子の変位角が比較的大きい場合でも、可動子の揺動運動が安定する。従って、本発明の揺動体装置を、例えば、光偏向器として用いる場合、走査する光ビームの光量を低下させることなく安定した光走査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施の形態を明らかにすべく、実施例を説明する。
【００１２】
（第1の実施例）
図1-1、図1-2、図3を用いて、本発明の揺動体装置の第1の実施例に係る光偏向器を説明する。図1-1（ａ）は本実施例の光偏向器の上面図である。図1-1（b）は図1-1（ａ）の1A-1A’断面図である。図1-2は図1-1（ａ）の1B-1B’断面図である。図1-1に示す如く、本実施例の光偏向器は、第1可動子101と、第2可動子102と、2つの可動子101、102を直列に連結する一直線（ねじり軸111）上に配置された2種類のねじりバネ103、104を有する。第1可動子101は第1ねじりバネ103で支持されている。第2可動子102は第1ねじりバネ103を支持しており、第2ねじりバネ104で支持されている。支持体105は第2ねじりバネ104を支持している。こうして、第1可動子と第2可動子は、ねじりバネにより、支持体に対して、回転軸である同一ねじり軸の回りにねじり振動可能に支持される。
【００１３】
第1可動子101は、反射面114とシリコン部113で構成されている。反射面114の材料は、例えば、アルミニウムであり、真空蒸着により形成することができる。反射面114の最表面には保護膜を形成してもよい。第2可動子102は、シリコン部112と2つの硬磁性体107を有している。シリコン部112の上下両面と2つの硬磁性体107は、夫々、接着剤で接着されている。
【００１４】
更に、硬磁性体107が接着された第2可動子102のシリコン部112の両面には、夫々、2つの気流調整体106が接して設けられている。各気流調整体106は、ねじり軸111に平行方向に伸びる蒲鉾形状ないし半円筒形状をしている。気流調整体106の材質は、例えば、樹脂であり、接着剤でシリコン部112及び硬磁性体107と接着されている。図示例では、気流調整体106は、シリコン部112及び硬磁性体107の両方と接しているが、シリコン部112上に設置したときに硬磁性体107の周りの部分が中空になったアーチ状なっていて、硬磁性体107とは接しない形態でもよい。この場合、気流調整体の中空部のねじり軸111に平行方向の両端部は、そのまま開放していてもよいし、閉じられていてもよい。こうした形態は、第2可動子102の部分を軽量化するのに資する。
【００１５】
上記形状の気流調整体106は、回転軸であるねじり軸111に垂直な各断面において、シリコン部112に接する側すなわち回転軸のある側と反対側の表面部分が滑らかな曲線形状を有する。よって、第2可動子102の揺動時に、これによる第2可動子付近の気流が調整されてその乱れが大きく低減され、第1可動子101と第2可動子102を含む振動系の揺動運動を安定化できる。尚、曲線形状とは、どの部分の微分係数も非連続的に変化しない様な形状であればよく、その中に直線状の部分があってもよい。気流調整体の形状は、例えば、蒲鉾形状、または半円筒形状、または半楕円球形状、または半球形状である。本実施例では、気流調整体は第2可動子102のみに設けているが、第1可動子101の反射面のない面に設けることもできる。これにより、第1可動子101の揺動による第1可動子付近の気流の乱れも低減することができ、振動系全体の揺動運動を更に安定化させられる。要するに、気流調整体は、装置に含まれる可動子の少なくとも一部に設けられることが、本発明の特徴である。このことは、後述する他の実施例でも同様である。
【００１６】
第1可動子101のシリコン部113は、ねじり軸111に垂直方向の長さが、例えば、3ｍｍ、ねじり軸111に平行方向の長さが、例えば、1ｍｍである。第2可動子102のシリコン部112は、ねじり軸111に垂直方向の長さが、例えば、2．8ｍｍ、平行方向の長さが、例えば、1．5ｍｍである。支持体105と第2ねじりバネ104と第2可動子102のシリコン部112と第1ねじりバネ103と第1可動子101のシリコン部113とは、一体形成することができる。例えば、単結晶シリコン基板から、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形成することができる。こうすれば、加工精度が高く、小型の光偏向器を形成することが可能となる。
【００１７】
また、第2可動子102の両面に夫々1つずつ接着された硬磁性体107である永久磁石の下部には、コイル108が配置されている。コイル108は、スペーサ109を介して支持体105を支持する基板110上に設けられている。ここで、コイル108の中央の空隙部に、透磁率の高い材料で作成されたコア（図示しない）が配置されてもよい。基板110とコイル108は接着されている。硬磁性体107である永久磁石とコイル108は駆動手段を構成し、コイル108に電流を流すと第2可動子102上の硬磁性体107にトルクが作用し、複数の可動子を含む振動系全体が駆動される。
【００１８】
本実施例の駆動原理を説明する。本実施例の光偏向器は、ねじり軸111を中心としたねじり振動に関し、基準周波数となる周波数ｆ0の1次の固有振動モードと基準周波数の2倍の周波数の2次の固有振動モードを有する2自由度振動系として扱うことができる。駆動手段のコイル108は、この1次の固有振動モードの周波数と、これに対して同位相で2倍の周波数との2つの周波数で本実施例の光偏向器を駆動する。
【００１９】
図2（ａ）は、横軸を時間ｔとして、第1可動子101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2（ａ）は、特に第1可動子101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＜ｔ＜Ｔ0／2）。  
【００２０】
曲線61は、コイル108に印加する駆動信号による振動のうち、基準周波数ｆ0の成分を示しており、最大振幅±φ1の範囲で往復振動し、時間ｔ、角周波数ｗ0＝2πｆ0として、次の式1で表される正弦振動である。
θ1＝φ1sin[ｗ0ｔ]          （式1）
【００２１】
一方、曲線62は、基準周波数ｆ0の2倍の周波数成分を示しており、最大振幅±φ2の範囲で振動し、次の式2で表される正弦振動である。
θ2＝φ2sin[2ｗ0ｔ]          （式2）
【００２２】
曲線63は、この様な駆動の結果生じる第1可動子101のねじり振動の変位角を示している。可動子を含む振動系は、前述の様にねじり振動について2自由度振動系として扱うことができ、基準周波数ｆ0の固有振動モードと周波数2ｆ0の2次の固有振動モードをねじり軸111中心のねじり振動について有している。そのため、本実施例の光偏向器には、駆動信号に励起された上記θ1、θ2の共振が夫々生じる。つまり、曲線63の第1可動子101の変位角は、2つの正弦振動の重ね合わせの振動となり、次の式3で表される鋸波状の振動となる。
θ＝θ1＋θ2＝φ1sin[ｗ0ｔ]＋φ2sin[2ｗ0ｔ]          （式3）
【００２３】
図2（b）は、図2（ａ）の曲線61、63、直線64を微分した曲線61ａ、63ａ、直線64ａを示しており、これらの曲線の角速度を説明している。基準周波数ｆ0の正弦振動の角速度である曲線61ａと比べ、可動子の鋸波状の往復振動の角速度を示す曲線63ａは、次の様になっている。すなわち、区間Ｎ−Ｎ’において、極大点の角速度Ｖ1、極小点の角速度Ｖ2を最大・最小とする範囲に角速度が収まっている。従って、本実施例の光偏向器による光の偏向走査を利用する応用において、等角速度走査である直線64ａからの角速度の許容誤差以内にＶ1、Ｖ2が存在するならば、区間Ｎ−Ｎ’は実質的な等角度走査とみなすことができる。この様に、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することができるため、偏向走査の全域に対する利用可能な領域を大きくすることができる。
【００２４】
上記説明では、特に2つの固有振動モードの周波数が略2倍の関係を説明したが、これを略3倍にした場合は、重ね合わせの振動の形状は略三角波となる。この場合、偏向走査の往復で略等角速度の領域が現れるため、往復で等角速度を利用する応用に特に好適となる。
【００２５】
上記の様な駆動を行う場合、複数の固有振動モードを所望の関係に調整して、かつ、変位角及び揺動運動を安定させなければならない。本実施例の光偏向器では、ねじり軸111に対して、第2可動子102の慣性モーメントI2を第1可動子101の慣性モーメントI1より大きくすることによって、2つの固有振動数を所望の関係に調整することが容易となる。
【００２６】
例えば、第1可動子と第2可動子の慣性モーメントがI1＞I2の関係である場合、慣性モーメントI1を変化させると、2つの固有振動数の両方が大きく変化してしまう。また、慣性モーメントI2を変化させても、2つの固有振動数の両方が大きく変化してしまう。従って、2つのねじりの固有振動数を個別に調整することはできない。一方、第1可動子と第2可動子の慣性モーメントがI1＜I2の関係である場合、慣性モーメントI1或いはI2を変化させると、一次の固有振動モードと2次の固有振動モードのどちらかを主に変化させることができる。望ましくは、I2がI1の4倍以上であるのがよい。
【００２７】
従って、光偏向器を作製した際の形状ばらつきなどにより、2つの固有振動モードが所望の関係にない場合、慣性モーメントI1或いはI2を調整することにより、2つのねじりの固有振動モードを所望の周波数の関係にできる。
【００２８】
また、慣性モーメントI2を大きくすることによって、固有振動モードの振幅増幅率（共振の鋭さQ値）を向上させることができる。慣性モーメントを大きくして、振幅増幅率を大きくし、振動エネルギーの分散を抑制することによって、変位角及び揺動運動の安定性を向上させることができる。
【００２９】
更に、本実施例の光偏向器が大きな変位角で揺動している場合、前述した様に、上記の如き形状の気流調整体106により第2可動子102で生じる気流の乱れを大幅に低減することができる。それにより、変位角及び揺動運動の安定性も大幅に向上する。ここで、第2可動子102のねじり軸111に垂直方向の長さを第1可動子101のねじり軸111に垂直方向の長さより大きくしても変位角及び揺動運動の安定性は向上する。また、第2可動子102のねじり軸111に平行方向の長さを第1可動子101のねじり軸111に平行方向の長さより大きくしても変位角及び揺動運動の安定性は向上する。よって、第2可動子102を長くする方向に関係なく、変位角及び揺動運動の安定性を向上することができ、このとき、慣性モーメントI2を慣性モーメントI1よりも大きくすることも容易である。
【００３０】
また、本実施例の光偏向器では、第1可動子101が片持ち梁形態で支持されていて、支持体105と1つの第1ねじりバネ103と1つの第2ねじりバネ104とが連結されている。従って、固定した際の応力或いは熱応力等により支持体105に不要な力が働いて支持体105との固定箇所がたとえ変形しても、第1可動子101及び第2可動子102には応力が殆ど作用しない。従って、第1可動子101の反射面の平面度（面精度）の低下を防止することができる。
【００３１】
また、本実施例の光偏向器では、第2可動子102が複数の部材（シリコン部112と硬磁性体107と気流調整体106）で構成される一方、反射面114を有する第1可動子101は単一の部材で形成されている。従って、シリコン部112に硬磁性体107と気流調整体106を接着・固定した際に、第2可動子102が変形しても、第1可動子101上の反射面114は変形しない。よって、走査スポットの劣化を確実に防止できる。
【００３２】
本実施例の光偏向器によれば、上記の如き蒲鉾形状の気流調整体を第2可動子の上下両面に設けるので、可動子の変位角が比較的大きい場合でも揺動運動が安定し、走査する光ビームの光量を低下させることなく安定した光走査を行うことができる。
【００３３】
（第2の実施例）
図3-1（ａ）は第2の実施例の光偏向器の上面図である。図3-2（b）は図3-1（ａ）の2A-2A’断面図であり、図3-2は図3-1（ａ）の2B-2B’断面図である。図3-1に示す如く、本実施例の光偏向器では、第1可動子201は2つの第1ねじりバネ203で支持されている。2つ第2可動子202は、夫々、第1ねじりバネ203を支持しており、第2ねじりバネ204で支持されている。2つの支持体205は、夫々、第2ねじりバネ204を支持している。
【００３４】
ここでも、第1可動子201は、反射面214とシリコン部213で構成されている。反射面214の材料は、例えば、アルミニウムであり、真空蒸着により形成されている。反射面の最表面に保護膜を形成してもよい。また、2つの第2可動子202は、夫々、シリコン部212と2つの硬磁性体207を有している。シリコン部212の上下面と2つの硬磁性体207は、夫々、接着剤で接着されている。
【００３５】
2つの気流調整体206は、第2可動子のシリコン部212の上下面に夫々接しており、半球状ないし半楕円球状をしている。気流調整体206の材質は、例えば、表面張力の強い樹脂であり、それ自体が接着剤の役割を果たしてシリコン部212及び硬磁性体207と接着されている。また、表面張力が強いため、気流調整体206をシリコン部212の中心部に精度良く配置することができる。従って、第2可動子202の重心は、容易にねじり軸211にほぼ一致させることができる。気流調整体206の形状は、樹脂の表面張力の強さ、樹脂の量、第2可動子のシリコン部212の形状などにより、柔軟に調整することができる。よって、図3-1の図示例では、第2可動子のシリコン部212の四隅が若干気流調整体206からはみ出ているが、勿論、滑らかな曲面を持つ気流調整体でシリコン部212全体を覆うこともできる。
【００３６】
また、本実施例の光偏向器では、可動子が両持ち梁形態で支持されていて、支持体205と2つの第2ねじりバネ204と2つの第1ねじりバネ203とが直列的に連結されている。従って、ねじり軸211と第2可動子202の重心がずれるために生じる軸倒れを、より確実に抑えることができる。
【００３７】
本実施例でも、第2可動子202の両面に夫々1つずつ接着された硬磁性体207である永久磁石の下部には、長円形状に巻回された1つのコイル208が配置されている。コイル208は、スペーサ209を介して支持体205を支持する基板210上に設けられている。硬磁性体207である永久磁石とコイル208は駆動手段を構成し、コイル208に電流を流すと2つの第2可動子202上の硬磁性体207に夫々トルクが作用し、第1可動子201と2つの第2可動子102を含む振動系全体が駆動される。ここで、第1可動子201の駆動原理は第1の実施例と同様である。
【００３８】
本実施例の光偏向器によっても、上記の如き気流調整体を2つの第2可動子の上下両面に設けるので、可動子の変位角が比較的大きい場合でも揺動運動が安定し、走査する光ビームの光量を低下させることなく安定した光走査を行うことができる。
【００３９】
（第3の実施例）
図4-1（ａ）は第3の実施例の光偏向器の上面図である。図4-1（b）は図4-1（ａ）の3A-3A’断面図であり、図4-2は図4-1（ａ）の3B-3B’断面図である。図4-1に示す如く、第1可動子301は第1ねじりバネ303で支持されている。第2可動子302は、第1ねじりバネ303を支持しており、第2ねじりバネ304で支持されている。支持体305は第2ねじりバネ304を支持している。
【００４０】
本実施例では、第1可動子301は反射面314と矩形状のシリコン部313で構成されている。反射面314の材料は、例えば、アルミニウムであり、真空蒸着により形成されている。反射面の最表面に保護膜を形成してもよい。また、第2可動子302は、円形状のシリコン部312と2つの硬磁性体307を有している。
【００４１】
気流調整体306は、第2可動子302のシリコン部312と2つの硬磁性体307全体に接してこれらを取り囲んで内包しており、球状をしている。気流調整体306の材質は、例えば、硬化性の樹脂である。この樹脂の硬化前の表面張力は強く、それ自体が接着剤の役割を果たしてシリコン部312及び硬磁性体307と接着される。また、硬化前の表面張力は強く、気流調整体306の中心部にシリコン部312及び硬磁性体307を精度良く配置することができる。従って、第2可動子302の重心はねじり軸311にほぼ一致している。
【００４２】
本実施例では、前述した様に、球状の気流調整体306がシリコン部312と2つの硬磁性体307を内包しているので、実装時、ねじり軸311と第2可動子302の重心を容易にほぼ一致している状態にすることができる。こうして硬化性の樹脂を実装後に、樹脂に熱を加えたり光を照射したりすることで樹脂を硬化させ、気流調整体306を所望の形状に容易に形成することができる。
【００４３】
本実施例でも、第2可動子302の両面に夫々1つずつ接着された硬磁性体307である永久磁石の下部には、コイル308が配置されている。コイル308は、スペーサ309を介して支持体305を支持する基板310上に設けられている。硬磁性体307である永久磁石とコイル308は駆動手段を構成し、コイル308に電流を流すと第2可動子302上の硬磁性体307にトルクが作用し、第1可動子301と第2可動子302を含む振動系全体が駆動される。ここでも、第1可動子301の駆動原理は第1の実施例と同じである。
【００４４】
本実施例の光偏向器によっても、上記の如き球状の気流調整体を第2可動子に設けるので、可動子の変位角が比較的大きい場合でも揺動運動が安定し、走査する光ビームの光量を低下させることなく安定した光走査を行うことができる。
【００４５】
（第4の実施例）
気流調整体は、背景技術の説明に用いた図6に示す様な揺動体装置に設けることもできる。この場合、例えば、可動部1001を支持する枠形状の可動部1002の図中の上下部（すなわち、切断線1090が通る付近の部分を避けた部分）に、アーチ状の気流調整体を設ける。この設け方は、第1の実施例でアーチ状の気流調整体を設けた場合と同様に行えばよい。また、枠形状の可動部1002全体の両面に気流調整体を設けて、可動部1002の外形が丸みを持ったドーナツ状になるようにしてもよい。
【００４６】
ここでも、可動部1001の光反射面でない面に、蒲鉾状ないしアーチ状の気流調整体を設けてもよい。また、可動部1001は、1本のねじりバネを用いて、片持ち梁の形態でもって枠形状の可動部1002によって揺動可能に支持されるようにしてもよい。更に、気流調整体は、1つの可動子からなる振動系を持つ揺動体装置に設けることもできる。この場合、揺動体装置が光偏向器を構成するならば、可動子の光反射面でない面に、気流調整体を設ける。
【００４７】
以上の様にして、1つの可動子に反射面が設けられ、少なくとも1つの可動子にトルクを印加して可動子を揺動させる駆動手段を備える光偏向器が構成される。もちろん、揺動体装置がセンサなどを構成する場合は、必要に応じて、可動子の両面に気流調整体を設けたり、駆動手段を省いたりすることができる。
【００４８】
（第5の実施例）
図5は、本発明の揺動体装置を用いた光偏向器を使用した光学機器の実施例を示す図である。ここでは、光学機器として画像形成装置を示している。図5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はレンズ或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は光入射目標体である感光体、506は走査軌跡である。
【００４９】
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次元的に走査される。この走査されたレーザ光は、書き込みレンズ504により、回転中心の回りで等速回転している感光体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が形成される。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。本発明の光偏向器により、光の偏向走査の角速度を仕様範囲内で略等角速度とすることができる。更に、本発明の光偏向器を用いることにより、安定な画像形成を行う画像形成装置とできる。
【００５０】
反射面が設けられた可動子と少なくとも1つの可動子にトルクを印加して可動子を揺動させる駆動手段を含む本発明の揺動体装置により構成された光偏向器は、画像表示装置に用いることもできる。ここでは、光偏向器は、光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を光入射目標体上、つまり画像表示体上に入射させる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の揺動体装置は、光偏向器の他に、電位センサ、加速度センサなどとして用いることもできる。電位センサの場合、例えば、可動子の一方の面に、絶縁層を挟んで、電位測定対象に対向して設置される2つの検知電極を設け、他方の面に永久磁石と気流調整体を設ける。こうした構成により、回転軸の回りで可動子を安定して振動させることで機械的に測定対象と検知電極間の容量を変化させ、静電誘導で検知電極に誘導される微小な電荷の変化を電流信号を介して検出して電位を測定する。ここでは、検知電極からの信号は逆位相で変化するので、これらを差動処理することで、同相ノイズの除去比が高い電位センサとできる。
【００５２】
揺動体装置を加速度センサとする場合、例えば、可動子の両面に気流調整体を設け、ねじりバネの部分にピエゾ素子を形成する。外力の作用で可動子が回転軸の回りに回転するとき、その大きさをピエゾ素子で検知して外力の大きさを測定する。この場合も、気流調整体を設けることで可動子の回転の精度が良くなり、精度の良いセンサとできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１−１】（ａ）は本発明の第1の実施例の光偏向器を説明するための上面図であり、（b）は本発明の第1の実施例の光偏向器を説明するための断面図である。
【図１−２】本発明の第1の実施例の光偏向器を説明するための断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施例の光偏向器の可動子の変位角を示す図であり、（b）は本発明の実施例の光偏向器の可動子の角速度を示す図である。
【図３−１】（ａ）は本発明の第2の実施例の光偏向器を説明するための上面図であり、（b）は本発明の第2の実施例の光偏向器を説明するための断面図である。
【図３−２】本発明の第2の実施例の光偏向器を説明するための断面図である。
【図４−１】（ａ）は本発明の第3の実施例の光偏向器を説明するための上面図であり、（b）本発明の第3の実施例の光偏向器を説明するための断面図である。
【図４−２】本発明の第3の実施例の光偏向器を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第4の実施例の光学機器を説明するための図である。
【図６】従来技術の光偏向器を説明する上面図である。
【図７】従来技術の光偏向器を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
101、102、201、202、301、302、1001、1002  可動子（第1可動子、第2可動子）
103、104、203、204、303、304、1011ａ、1011b、1012ａ、1012b  ねじりバネ（第1ねじりバネ、第2ねじりバネ）
105、205、305、1021  支持体（支持枠）
106、206、306  気流調整体
107、207、307、1041  駆動手段（硬磁性体、永久磁石）
108、208、308  駆動手段（コイル）
111、211、311  回転軸（ねじり軸）
112、113、212、213、312、313  可動子（シリコン部）
114、214、314  反射面
501  光源（レーザ光源）
503  光偏向器（光走査系）
505  光入射目標体（感光体）
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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