(57)【要約】【課題】可動板の寸法を保ったまま、ねじり方向の固有振動数を選択的に変化させ、所望の共振周波数に容易に調整することが可能となる揺動体装置及びその製造方法、揺動体装置によって構成される光学機器を提供する。【解決手段】支持部に対し、バネ性を備えた梁構造によってねじり軸まわりに揺動可能に連結された可動板を備え、該可動板を該ねじり軸まわりに駆動する揺動体装置であって、  前記梁構造は、該梁構造のバネ定数を調整するための弾性体を設ける凹部を有し、  該凹部に設けられる前記弾性体により、前記可動板の共振周波数が調整可能に構成されている構成とする。【選択図】            図１
2009151013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部に対し、バネ性を備えた梁構造によってねじり軸まわりに揺動可能に連結された可動板を備え、該可動板を該ねじり軸まわりに駆動する揺動体装置であって、
前記梁構造は、該梁構造のバネ定数を調整するための弾性体を設ける凹部を有し、
該凹部に設けられる前記弾性体により、前記可動板の共振周波数が調整可能に構成されていることを特徴とする揺動体装置。
【請求項２】
前記弾性体は、樹脂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】
前記凹部は、前記梁構造の長手方向に伸びる溝で構成されていることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の揺動体装置。
【請求項４】
前記凹部は、１つの前記梁構造に複数形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の揺動体装置。
【請求項５】
前記複数形成されている凹部は、大小の寸法からなることを特徴とする請求項４に記載の揺動体装置。
【請求項６】
前記凹部は、前記梁構造の長手方向に垂直な断面形状がＶ字型に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の揺動体装置。
【請求項７】
前記梁構造は、少なくとも一部における長手方向に垂直な断面形状が、Ｘ字型に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の揺動体装置。
【請求項８】
支持部に対し、バネ性を備えた梁構造によってねじり軸まわりに揺動可能に連結された可動板を備え、該可動板を該ねじり軸まわりに駆動する揺動体装置の製造方法であって、
前記可動板の共振周波数を計測する工程と、
前記梁構造におけるバネ定数を調整することによって、前記可動板の共振周波数が所定の共振周波数になるように、該梁構造に形成された凹部に塗布する弾性体の塗布量を決定する工程と、
前記決定された塗布量に基づいて、前記弾性体を前記凹部の内壁に配置し、硬化させる工程と、
を備え、これら各工程からなる一連の工程を、少なくとも１回以上繰り返し、前記可動板の前記ねじり軸まわりの共振周波数を調整することを特徴とする揺動体装置の製造方法。
【請求項９】
前記弾性体は、前記凹部内壁に固定する前段階では流動性を有しており、
前記凹部に配置後に硬化されることを特徴とする請求項８に記載の揺動体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記弾性体は、樹脂であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の揺動体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記弾性体を硬化させる工程が、前記弾性体に光を照射することによって行なわれることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の揺動体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記弾性体を硬化させる工程が、前記弾性体に熱を加えることによって行なわれることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の揺動体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記梁構造は、前記凹部内壁の表面の前記弾性体との濡れ性が、該凹部内壁の表面以外の該梁構造の表面よりも高いことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の揺動体装置の製造方法。
【請求項１４】
光源と、感光体または画像表示体と、請求項１乃至７に記載の揺動体装置における可動板に形成された光反射部と、
を有し、前記光源からの光を前記可動板に形成された光反射部により偏向し、前記光の少なくとも一部を、前記感光体または前記画像表示体上に入射することを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、揺動体装置及びその製造方法、揺動体装置によって構成される光学機器に関する。
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、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を含む光学機器に好適に利用可能な揺動体装置を実現することができる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術で作製される、可動板とねじりバネとで構成される振動系（揺動体装置）について、数多くの文献で報告されている。
このような揺動体装置の中でも、可動子（揺動板）の上に光偏向素子である反射面を配置し、該可動子（揺動板）の共振現象を利用し、走査型ディスプレイや電子写真用光スキャナに応用するようにした揺動体装置について、多くの論文や特許文献が知られている。
ところで、このような共振現象を利用した光偏向器においては、製造過程において生じる寸法誤差等により、個々アクチュエータ間における固有振動モードの周波数である共振周波数にばらつきを生じることから、これらを調整する必要が生じる。
【０００３】
従来において、このような共振周波数の調整方法として、可動板の慣性モーメントを変化させる方法や、梁構造のバネ定数を変化させる方法、等が知られている。
このような調整方法での多くのものは、可動板に物質を塗布し、あるいは可動板自体を切断する手法が用いられている。
これに対して、可動部の寸法を保ったまま、可動部をねじり軸まわりに揺動可能に支持する梁構造（弾性変形部）に加工を施し、該梁構造（弾性変形部）のねじり方向の共振周波数を調整するようにしたものも提案されている。
例えば、特許文献１では、弾性変形部にイオン注入して改質層を形成したり、弾性変形部の表面に被膜を形成することによって共振特性を調整するようにした共振子が提案されている。
【０００４】
一方、特許文献２に開示されているように、上記の可動部をねじり軸まわりに揺動可能に支持する梁構造（バネ）に溝を形成するようにした構造も知られている。
この特許文献２では、結晶異方性エッチングによりバネに溝を形成し、断面Ｘ字状に構成することで、ねじれやすく、撓みにくい構造とされている。
【特許文献１】特開平８−０７５４７５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１１６１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、上記従来例における可動部をねじり軸まわりに揺動可能に支持する梁構造（弾性変形部）のねじり方向の共振周波数を調整するようにしたものにおいては、つぎのような課題を有している。
例えば、上記特許文献１においては、可動板の寸法を保ったまま弾性変形部の共振周波数を調整することは可能である。
しかし、弾性変形部の表面に被膜を形成するものでは、薄い被膜厚さで調整する場合には、弾性変形部の厚さに対して小さいバネ定数の変化量しか調整することができない。
また、被膜厚さを大きくして調整する場合には、ねじれ剛性は大きく変化するが、引っ張りや撓みの剛性も大きくなるため、ねじり方向以外のモードが変化してしまうこととなる。
以上のことは、イオン注入して改質層を形成する場合においても同様であり、いずれにしても、上記特許文献１の方法では、ねじり方向の固有振動数を選択的に変化させ、所望の共振周波数を調整することは困難である。
また、上記特許文献２においては、結晶異方性エッチングによりバネに溝を形成し、断面Ｘ字状に構成することで、ねじれやすく、撓みにくい構造とすることについては開示されている。
しかし、ねじり方向の固有振動数を選択的に変化させ、所望の共振周波数を調整することについて、開示されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑み、可動板の寸法を保ったまま、ねじり方向の固有振動数を選択的に変化させ、所望の共振周波数に容易に調整することが可能となる揺動体装置及びその製造方法、揺動体装置によって構成される光学機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、つぎのように構成した揺動体装置及びその製造方法、揺動体装置によって構成される光学機器を提供するものである。
本発明の揺動体装置は、
支持部に対し、バネ性を備えた梁構造によってねじり軸まわりに揺動可能に連結された可動板を備え、該可動板を該ねじり軸まわりに駆動する揺動体装置であって、
前記梁構造は、該梁構造のバネ定数を調整するための弾性体を設ける凹部を有し、
該凹部に設けられる前記弾性体により、前記可動板の共振周波数が調整可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記弾性体が、樹脂であることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記凹部が、前記梁構造の長手方向に伸びる溝で構成されていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記凹部が、１つの前記梁構造に複数形成されていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記複数形成されている凹部が、大小の寸法からなることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記凹部は、前記梁構造の長手方向に垂直な断面形状がＶ字型に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置は、前記梁構造が、少なくとも一部における長手方向に垂直な断面形状が、Ｘ字型に形成されていることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置の製造方法は、
支持部に対し、バネ性を備えた梁構造によってねじり軸まわりに揺動可能に連結された可動板を備え、該可動板を該ねじり軸まわりに駆動する揺動体装置の製造方法であって、
前記可動板の共振周波数を計測する工程と、
前記梁構造におけるバネ定数を調整することによって、前記可動板の共振周波数が所定の共振周波数になるように、該梁構造に形成された凹部に塗布する弾性体の塗布量を決定する工程と、
前記決定された塗布量に基づいて、前記弾性体を前記凹部の内壁に配置し、硬化させる工程と、
を備え、これら各工程からなる一連の工程を、少なくとも１回以上繰り返し、前記可動板の前記ねじり軸まわりの共振周波数を調整することを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置の製造方法は、前記弾性体が、前記凹部内壁に固定する前段階では流動性を有しており、
前記凹部に配置後に硬化されることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置の製造方法は、前記弾性体が、樹脂であることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置の製造方法は、前記弾性体を硬化させる工程が、前記弾性体に光を照射することによって行なわれることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置の製造方法は、前記弾性体を硬化させる工程が、前記弾性体に熱を加えることによって行なわれることを特徴とする。
また、本発明の揺動体装置の製造方法は、前記梁構造は、前記凹部内壁の表面の前記弾性体との濡れ性が、該凹部内壁の表面以外の該梁構造の表面よりも高いことを特徴とする。
また、本発明の光学機器は、光源と、感光体または画像表示体と、上記したいずれかに記載の揺動体装置における可動板に形成された光反射部と、
を有し、前記光源からの光を前記可動板に形成された光反射部により偏向し、前記光の少なくとも一部を、前記感光体または前記画像表示体上に入射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、可動板の寸法を保ったまま、ねじり方向の固有振動数を選択的に変化させ、所望の共振周波数に容易に調整することが可能となる揺動体装置及びその製造方法、揺動体装置によって構成される光学機器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
つぎに、本発明の実施形態における揺動体装置について説明する。
この揺動体装置は、支持部に対し、バネ性を備えた梁構造によってねじり軸まわりに揺動可能に連結された可動板を備え、該可動板を該ねじり軸まわりに駆動するように構成されている。尚、可動板は基本的には共振周波数で駆動するが、例えば共振周波数のピークが鋭い場合には必ずしも駆動周波数を共振周波数に一致させる必要はなく、共振周波数付近の駆動周波数で駆動してもよい。
図１に、本発明の実施形態における揺動体装置の構成を説明する概要図を示す。
図１において、１００は揺動体装置、１０１は可動板、１０２は梁構造、１０３は支持部、１０４は凹部、１０５は弾性体である。
本実施形態における揺動体装置１００は、可動板１０１と、梁構造１０２と、支持部１０３とで構成されている。
この梁構造１０２は、支持部１０３に対して可動板１０１をねじり軸まわりに揺動可能に支持している。
この梁構造１０２には、凹部１０４が形成され、この凹部１０４は前記梁構造の長手方向に伸びる溝で構成され、その内部には弾性体１０５が固定可能に構成されている。
好ましくは、可動板１０１と、弾性体１０５を除いた梁構造１０２と、支持部１０３とは、一体で形成されている。
このように一体で形成される構成（弾性体１０５は除かれている）を採ることにより、半導体プロセスで作製される際に、ばらつきの小さな揺動体装置１００を量産することが可能になる。
【００１０】
上記したように、半導体プロセスで揺動体装置１００を作製する場合、シリコン基板もしくはＳＯＩ基板から作製されることから、弾性体１０５を除く揺動体装置１００の材質はシリコンもしくはその化合物であることが多い。
配線などにより一部金属が施されていることもあり得る。このとき弾性体１０５を除く揺動体装置１００の材質のヤング率は１００ＧＰａ程度、横弾性係数は数十ＧＰａ程度が期待できる。
このとき、凹部１０４も半導体プロセスで形成されるが、シリコンで作製される場合は結晶異方性エッチングによって作製してもよい。
同様に、反応性イオンエッチングなどのドライエッチングによって作製することも可能である。
【００１１】
一方、弾性体１０５は凹部１０４に固定される。弾性体１０５は基本的にはどのような材料でもよいが、固体であると凹部１０４に固定するためには、例えば接着剤などをもちいることになる。
このとき、凹部１０４には弾性体１０５のほかに接着剤があるため、この接着剤も弾性体１０５に含有されることになる。
以上のように、弾性体１０５は必ずしも単種の弾性体である必要は無く、複数の弾性体で構成されていてもよい。但し、梁構造１０２全体で考えたとき、固有振動数の調整という観点から、梁構造１０２のねじり剛性を精度よく制御する必要がある。
【００１２】
以上のことから、弾性体１０５は単種の弾性体であることが望ましい。例えば、弾性体１０５自体が接着剤のように、凹部内壁に固定される前段階では流動性を有しており、前記凹部に配置後に硬化して凹部１０４内部に固定されるようにすることが好ましい。
これによって、弾性体１０５の塗布量によって梁構造１０２のバネ定数を調整可能とすることができる。
また、弾性体１０５は、例えば、はんだなどの低融点の金属や、樹脂などでよい。
その際、エポキシ樹脂や紫外線硬化樹脂などの接着剤に用いられる樹脂ならば、そのヤング率、横弾性係数ともに数ＧＰａ程度であり、剛性を調整する材料としては都合がよい。
また、紫外線硬化樹脂などの光硬化樹脂や熱硬化性の樹脂であれば硬化方法が簡便であるため、実装も容易になる。
【００１３】
揺動体装置１００は、ねじり方向のほかに、倒れ方向など、梁構造１０２が撓む方向の振動モードを有している。
ねじり方向のモードと倒れなどの他のモードが同じか、あるいは近い場合、揺動体装置１００をねじれ振動させようとしても、他のモードの影響で純粋にねじれずリサージュ図形を描くような複数の振動が混ざった動きをする。
したがって、揺動体装置１００における可動板１０１を純粋にねじり方向に動かしたい場合は、ねじり以外のモードは十分影響のないくらいに離れるようにすることが望まれる。
【００１４】
つぎに、本実施形態における弾性体塗布量と揺動体装置の固有振動数の変化の関係について説明する。
図２に、上記関係を説明する図を示す。
図２（Ａ）は弾性体を凹部に塗布したときと固有振動数の変化を示したものである。
横軸原点は何も塗布していないときであり、このときのそれぞれの固有振動数を１としたときのグラフである。
図２（Ｂ）のように、１つの可動板１０１と１つの梁構造１０２が連結した揺動体装置１００は、主に３つの矢印の方向に振動する。
図２（Ａ）をみると、ねじり振動の振動数のみが大きく変化していることがわかる。
このように、凹部１０４内部に弾性体を塗布すると、ねじり剛性が大きく変化する。
同じ量の弾性体１０５を凹部１０４の外側につけても、ねじれ剛性の変化量は小さい。
同様のモデルで、等量の弾性体１０５を凹部１０４の外側に固定しても、ねじり剛性は殆ど変わらない。
ねじれ剛性は、断面の形状に依存するため、断面形状の変化が大きい方がねじれ剛性の変化量が大きくなる。
また、凹部の外側、もしくは凹部のない梁に弾性体あるいは金属などの物質をつけてもねじれ剛性は変化させることができるが、撓み方向の剛性も変化する。
【００１５】
つぎに、本実施形態において採り得る梁構造の断面形状について説明する図を示す。
本実施形態において、梁構造の断面は、図３（Ａ）に示すように凹型とし、あるいは図３（Ｂ）に示すようにＶ字型のものとすることができる。
図３（Ａ）と図３（Ｂ）の中間のようなテーパがあるもの（図示しない）でも、断面が半円形のもの（図示しない）でもよい。
また、図３（Ｃ）に示すように凹型が上下についている形や、図３（Ｄ）に示すように左右についている形、図３（Ｅ）に示すようにＶ字型の応用で梁断面がＸ字型となっているものでもよい。
その際、ねじり軸と梁構造１０２の断面重心を一致させて構成するような場合には、上下面あるいは左右面両方に凹部１０４がついているようにすることが望ましい。
このとき、軽量かつ低弾性係数の弾性体１０５を、上下両面に塗布し、ねじれ中心と断面重心を一致させるようにすることが望ましい。
【００１６】
また、本実施形態における可動板１０１、梁構造１０２、支持部１０３は、必ずしも１つずつの構成に限定されるものではなく、それぞれを複数有している構造の揺動体装置１００を構成するようにしてもよい。
例えば、図４（Ａ）のような、支持部は１つであるが可動板１０１、梁構造１０２が２つずつのもの、図４（Ｂ）のような可動板１０１が１つであるが梁構造１０２と支持部１０３が２つずつ対になっている構成のものでもよい。
また、図４（Ｃ）に示すように、ジンバルとよばれる、可動板１０１から梁構造１０２が直交する方向に伸びていて、入れ子構造になっている構成のものでもよい。
複数の可動板１０１、梁構造１０２があることによって、揺動体装置１００の自由度を増やすことができ、また可動板１０１と梁構造１０２が１対の場合と同様に固有振動数を調整することもできる。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１の揺動体装置について説明する。
本実施例における揺動体装置は、上記実施形態の説明で用いた図１と、基本的に同じ構成のものである。
本実施例において、梁構造１０２には凹部１０４が形成されており、その内側に弾性体１０５が固着している。
可動板１０１には駆動手段（図示しない）が施され、外部からの力によって梁構造１０２をねじりバネとして揺動運動することができる。
この駆動手段として、例えば、静電気力、電磁気力などを用いることができる。その際、静電気力を用いる場合には、可動板に電極が形成されており、可動板近傍にも電極を設置しておき、電極間の電位を変化させることで、可動板１０１を駆動するように構成することができる。
また、電磁気力を用いる場合には、可動板１０１にコイルを形成し、外部から磁場をかけることによって、可動板１０１を駆動するように構成することができる。
あるいは、可動板１０１に磁石を設置し、外部から交流磁場をかけることによって、可動板１０１を駆動するように構成することができる。
いずれの方法にしても、揺動体装置１００における可動板の固有振動数で駆動すると、揺動体装置１００は効率よく揺動運動することができる。
その際、駆動する周波数が決まっている場合には、梁構造１０２に形成した凹部１０４に弾性体１０５を追加するなどして、固有振動数を調整すればよい。
可動板に金属蒸着などで光反射部を形成し、光を照射することで光走査系としての機能をもたせることもできる。
【００１８】
［実施例２］
実施例２の揺動体装置について説明する。
本実施例における揺動体装置は、上記実施形態の説明で用いた図１と、基本的に同じ構成のものである。
本実施例において、梁構造１０２に形成した凹部１０４に弾性体１０５を入れると、梁構造１０２のねじり剛性は大きくなる方向へ変化する。これによって固有振動数は大きくなる。
また、可動板１０１に同様の弾性体１０５を塗布すると、可動板１０１の質量および慣性モーメントが大きくなる。これによって固有振動数は小さくなる。
【００１９】
以上を併用することで、揺動体装置１００の固有振動数を大小双方向に変化させることが可能になる。
また、図５に示すように、可動板１０１に凹部１１０を施しておけば、可動板１０１に弾性体１０５を塗布する際の位置決めができるので都合がよい。
その際、慣性モーメントは回転軸からの距離の関数であるから、本実施例における揺動体装置１００で言えば、揺動軸１１１からの距離が対称な位置に凹部を施すことが好ましい。
このようなことから、本実施例では、図５に示すように凹部１１０は平面１１２について対称な位置に形成されている。
【００２０】
［実施例３］
実施例３の揺動体装置について説明する。
本実施例における揺動体装置は、上記実施形態の説明で用いた図１と、基本的に同じ構成のものである。
本実施例においては、図６に示すように、梁構造１０２に凹部１０４が複数形成され、様々な大きさに形成されている。その際、その一部にだけ弾性体１０５を塗布可能とした構成を採ることができる。
本実施例の構成によれば、大きく剛性を高めたい場合には大きい凹部に、微調整をしたい場合には小さい凹部に、それぞれ弾性体１０５を塗布することが可能となる。
また、塗布する弾性体１０５の量の制御が難しい場合は、小さな凹部を数多く施しておくことで、凹部を弾性体で埋めた個数に応じて、共振周波数を調整することが可能になる。
【００２１】
［実施例４］
実施例４の揺動体装置について説明する。
本実施例における揺動体装置は、上記実施形態の説明で用いた図１と、基本的に同じ構成のものである。
本実施例においては、凹部１０４を可動板１０１、梁構造１０２と同時に一体形成する場合、その形状は揺動体装置１００を作製する製造工程に依存する。
例えば、半導体プロセスを用いる場合には、前述のとおりドライエッチングによるシリコンの深堀り技術で形成することができる。
また、アルカリ水溶液による結晶異方性エッチングを用いる場合には、基板結晶方位に沿った形状ができるので、形状ばらつきの小さな揺動体装置を作製することが可能である。
凹部断面をＶ字あるいは梁断面をＸ字にするには、水酸化カリウム水溶液や水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液などを用いた結晶異方性エッチングで作製するのが最適である。
例えば、水酸化カリウム水溶液でシリコンをエッチングするならば、＜１１１＞面のエッチングレートが小さいため、＜１１１＞面が露出した形が作製できる。
【００２２】
図７に、本実施例における揺動体装置の作製方法を説明する図を示す。
図７（Ａ）は上記作製方法を説明するプロセス図であり、図７（Ｂ）のＡＡ’断面を示した図である。
図７（Ｂ）は揺動体装置１００のレイアウトを示す図であり、矢印２００は＜１００＞結晶方位を示しており、紙面垂直方向も＜１００＞結晶方位である。
シリコン＜１００＞基板に窒化ケイ素薄膜を成膜する。成膜方法は例えば、ＬＰＣＶＤがあげられる。
窒化ケイ素膜をリソグラフィでパターニングして除去する。両面同様の工程を行った後に、水酸化カリウム水溶液に入れる。
シリコンが露出している部分に水酸化カリウムが触れると溶解するが、＜１１１＞面が露出する。
結果、＜１００＞面とは５４．７度傾いたＶ字型の断面の凹部を形成することができる。同時に可動板も形成される。
最後に窒化ケイ素膜を例えば、ドライエッチングなどを用いて除去する。
本実施例によれば、特に、梁断面をＸ字型にすることにより、ねじり方向に剛性の小さい梁を作製することができる。
【００２３】
［実施例５］
実施例５においては、揺動体装置の固有振動数を調整して揺動体装置を製造する方法について説明する。
図８に、本実施例における揺動体装置の固有振動数を調整して揺動体装置を製造する方法を説明するフローチャートを示す。
【００２４】
まず、揺動体装置の固有振動数を計測する。計測方法は、例えば、駆動周波数を掃引して加振、可動板１０１に光を当て、固有振動数に一致したとき光が走査されるのを検出する、等の方法を用いることができる。
所定の固有振動数と計測された固有振動数の差と、可動板１０１の慣性モーメントから梁構造１０２のねじり方向のバネ定数の変化量を計算し、弾性体１０５の塗布量を決定する。
本実施例では、バネ定数を大きくする方向にしか変化させることができないので製造バラツキに応じて、弾性体を塗布する前の固有振動数を所定の固有振動数よりも小さく設計しておけばよい。
但し、実施例２のように、可動板にも塗布する場合には、固有振動数を小さくする方向に変化させることもできるので、必ずしも上記したようにすることに限定されるものではない。
【００２５】
以上により、決定された塗布量だけ梁構造１０２の凹部１０４に弾性体１０５を塗布する。
弾性体１０５に、例えば、光硬化樹脂を用いる場合にはここで光を照射し、また熱硬化性樹脂を用いる場合には加熱するなどして、弾性体１０５を硬化させる。その後、再び固有振動数を計測、これら一連の工程を、所定の固有振動数になるまで少なくとも１回以上繰り返し、固有振動数を調整する。
可動板１０１、梁構造１０２が複数ある場合でも、複雑にはなるが、基本的には同様であり、多自由度振動系の固有値問題を解くことから導かれる。
また、凹部内壁の表面は弾性体１０５との濡れ性が高い方が好ましく、該凹部内壁の表面以外の梁構造１０２の表面は逆に濡れ性が低い方が望ましい。
これは、凹部内壁の表面の濡れ性が低い場合、凹部１０４の内部で弾性体１０５が弾いてしまうこととなり、形状が不安定になり梁構造１０２のねじり剛性に影響するからである。
これとは逆に、凹部内壁の表面以外の部分の濡れ性が高く、ここに弾性体１０５がついてしまうと、梁構造１０２のねじり剛性に影響することから、凹部１０４以外では弾性体１０５との濡れ性が低い方が望ましい。
例えば、弾性体１０５が親水性の場合には、凹部１０４の内壁以外の表面を疎水化する一方、凹部１０４の内壁の表面を親水化する、等の処理を施せばよい。
【００２６】
［実施例６］
実施例６では、本発明の揺動体装置を適用して構成した光偏向器を用いた光学機器の構成例について説明する。
ここでは、光学機器として画像形成装置を示している。
図９に、本実施例における画像形成装置の構成例を説明する概略斜視図を示す。
図９において、５１０は光源、５２０はコリメータレンズ、５３０は可動板に反射部を施した揺動体装置、５４０はレンズ、５５０は感光ドラムである。
【００２７】
本実施例の画像形成装置は、光源と、感光ドラムと、本発明の揺動体装置を適用して、可動板に反射部を施した揺動体装置によって構成された光偏向器とを有している。
そして、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、前記感光体上に入射するように構成されている。
具体的には、図９に示されるように、上記した各実施例の揺動体装置の可動部に反射部を施した揺動体装置５３０により、入射光を１次元に走査する。
この走査されたレーザ光はレンズ５４０により、感光ドラム５５０上へ画像を形成する。
感光ドラム５５０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。
【００２８】
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。
その際、上記した各実施例の揺動体装置を用いて構成された反射部を施した揺動体装置５３０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。
上記説明では、光学機器として画像形成装置を構成した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
例えば、光源と、画像表示体と、本発明の揺動体装置を適用して構成した光偏向器と、を有し、前記光源からの光を前記光偏向器により偏向した光を、前記画像表示体上に入射するようにしてプロジェクションディスプレイを構成するようにしてもよい。
このように、本発明の揺動体装置によれば、
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、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を含む光学機器に好適な揺動体装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態における揺動体装置の構成を説明する概要図である。
【図２】本発明の実施形態における弾性体塗布量と揺動体装置の固有振動数の変化の関係を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態において採り得る梁構造の断面形状について説明する図である。
【図４】本発明の実施形態における可動板、梁構造、支持部、等のそれぞれを複数有している構造の揺動体装置の構成を説明する図である。
【図５】本発明の実施例２における揺動体装置を説明する図である。
【図６】本発明の実施例３における揺動体装置を説明する図である。
【図７】本発明の実施例４における揺動体装置の作製方法を説明する図である。
【図８】本発明の実施例５における揺動体装置の固有振動数を調整して揺動体装置を作製する方法を説明する図である。
【図９】本発明の実施例６における画像形成装置の構成を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１００：揺動体装置
１０１：可動板
１０２：梁構造
１０３：支持部
１０４：凹部
１０５：弾性体
１１０：可動板上の凹部
１１１：揺動軸
１１２：平面
２００：シリコンの＜１００＞結晶方位を示す矢印
５１０：光源
５２０：コリメータレンズ
５３０：反射部を施した揺動体装置
５４０：レンズ
５５０：感光ドラム
【図１】
2009151013.tif 000003
【図２】
2009151013.tif 000004
【図３】
2009151013.tif 000005
【図４】
2009151013.tif 000006
【図５】
2009151013.tif 000007
【図６】
2009151013.tif 000008
【図７】
2009151013.tif 000009
【図８】
2009151013.tif 000010
【図９】
2009151013.tif 000011