(57)【要約】【課題】電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造の簡単化、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくするとともに、光スキャナに適用した場合に、光の走査角（偏角）を大きくすることができるアクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置を提供すること。【解決手段】可動板２１と、可動板２１を支持する１対の軸部材２２、２３とを備えた振動部と、振動部を囲むように枠状をなし、振動部を支持する支持部２４と、振動部に設けられたコイル２１２と、コイル２１２に通電するための配線２２１、２３１と、コイル２１２に対向して設置された磁石４１、４２と、コイル２１２と磁石４１、４２との間で支持部２４に設けられ、磁石４１、４２からコイル２１２への磁路を形成する軟磁性体５１、５２とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部と、
前記振動部を囲むように枠状をなし、前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石と、
前記コイルと前記磁石との間で前記支持部に設けられ、前記磁石から前記コイルへの磁路を形成する軟磁性体とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させるように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記磁石は、前記支持部の外側にて前記支持部を介して対向するように１対設けられており、前記軟磁性体は、前記各磁石と前記コイルとの間に設けられている請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記軟磁性体は、前記可動板の厚さ方向において、前記コイルとほぼ同位置に設けられている請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記コイルは前記振動部の一方の面側に設けられており、前記軟磁性体は、前記支持部の前記コイル側の面上に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記軟磁性体は、前記磁石側から前記コイル側へ向け厚さが漸減している請求項１ないし４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記軟磁性体は、前記磁石側から前記コイル側へ向け幅が漸減している請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記軟磁性体の前記コイル側の幅は、前記コイルの幅に略等しい請求項１ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記軟磁性体の前記磁石側の幅は、前記磁石の幅に略等しい請求項１ないし７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記軟磁性体は、成膜により形成されたものである請求項１ないし８のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記コイルは、前記可動板に設けられ、前記磁石は、前記可動板の側面に対向している請求項１ないし９のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記可動板は、前記コイルと反対側の面に光反射部が設けられている請求項１０に記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部と、
前記振動部を囲むように枠状をなし、前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石と、
前記コイルと前記磁石との間で前記支持部に設けられ、前記磁石から前記コイルへの磁路を形成する軟磁性体とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成されていることを特徴とする光スキャナ。
【請求項１３】
光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部と、
前記振動部を囲むように枠状をなし、前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石と、
前記コイルと前記磁石との間で前記支持部に設けられ、前記磁石から前記コイルへの磁路を形成する軟磁性体とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査して、画像を形成するように構成されてい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、アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザープリンタ等にて光走査により描画を行うための光スキャナとして、捩り振動子を構成する構造体を有するアクチュエータを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されたアクチュエータでは、反射ミラーを有する可動部が１対のトーションバーを介して枠状の支持部に軸支されている。そして、コイルが可動部に設けられているとともに、支持部上に薄膜状の磁石が設けられている。この磁石の磁界中に配されたコイルに通電することにより、可動部を各トーションバーの捩れ変形を伴って回動させ、反射ミラーで反射した光を走査する。
特に、このアクチュエータでは、薄膜状の磁石を支持部上に設けることで、小型化を図りつつ、反射ミラーに対する入射光および反射光の角度の制約を緩和することができる。
【０００３】
しかしながら、特許文献１にかかるアクチュエータでは、磁石が薄膜状をなしていてその容積が小さいため、駆動力（トルク）が小さくなってしまう。
また、磁石が支持部上に設けられているため、仮に磁石の厚さを厚くして容積を大きくすると、駆動力を大きくすることはできるが、光の走査角（偏角）が小さくなってしまう。
また、仮に支持部の形状を磁石の設置位置付近を欠いたような形状とすると、光の走査角を大きくしながら磁石の厚さを厚くすることができるが、振動系を製造する際、振動系を構成する構造体の構造の安定性が悪く、取り扱いが難しい。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電磁駆動（ムービングコイル）方式において、製造の簡単化、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくするとともに、光スキャナに適用した場合に、光の走査角（偏角）を大きくすることができるアクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエータは、可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部と、
前記振動部を囲むように枠状をなし、前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石と、
前記コイルと前記磁石との間で前記支持部に設けられ、前記磁石から前記コイルへの磁路を形成する軟磁性体とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、製造の簡単化、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくするとともに、光スキャナに適用した場合に、光の走査角（偏角）を大きくすることができる。
【０００７】
本発明のアクチュエータでは、前記磁石は、前記支持部の外側にて前記支持部を介して対向するように１対設けられており、前記軟磁性体は、前記各磁石と前記コイルとの間に設けられているのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【０００８】
本発明のアクチュエータでは、前記軟磁性体は、前記可動板の厚さ方向において、前記コイルとほぼ同位置に設けられているのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータでは、前記コイルは前記振動部の一方の面側に設けられており、前記軟磁性体は、前記支持部の前記コイル側の面上に設けられているのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００１０】
本発明のアクチュエータでは、前記軟磁性体は、前記磁石側から前記コイル側へ向け厚さが漸減しているのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００１１】
本発明のアクチュエータでは、前記軟磁性体は、前記磁石側から前記コイル側へ向け幅が漸減しているのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００１２】
本発明のアクチュエータでは、前記軟磁性体の前記コイル側の幅は、前記コイルの幅に略等しいのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００１３】
本発明のアクチュエータでは、前記軟磁性体の前記磁石側の幅は、前記磁石の幅に略等しいのが好ましい。
これにより、磁石からの磁力線をコイル付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００１４】
本発明のアクチュエータでは、前記軟磁性体は、成膜により形成されたものであるのが好ましい。
これにより、アクチュエータの製造を簡単化しつつ、アクチュエータの小型化を図ることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記コイルは、前記可動板に設けられ、前記磁石は、前記可動板の側面に対向しているのが好ましい。
これにより、振動部を可動板および１対の軸部材からなる１自由度振動系とすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記可動板は、前記コイルと反対側の面に光反射部が設けられているのが好ましい。
これにより、可動板の面積を抑えつつ、本発明のアクチュエータを光学デバイスに適用することができる。
【００１５】
本発明の光スキャナは、光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部と、
前記振動部を囲むように枠状をなし、前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石と、
前記コイルと前記磁石との間で前記支持部に設けられ、前記磁石から前記コイルへの磁路を形成する軟磁性体とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査するように構成されていることを特徴とする。
これにより、本発明の光スキャナは、製造の簡単化、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくするとともに、光の走査角（偏角）を大きくすることができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置は、光反射部が設けられた可動板と、該可動板を支持する１対の軸部材とを備えた振動部と、
前記振動部を囲むように枠状をなし、前記振動部を支持する支持部と、
前記振動部に設けられたコイルと、
前記コイルに通電するための配線と、
前記コイルに対向して設置された磁石と、
前記コイルと前記磁石との間で前記支持部に設けられ、前記磁石から前記コイルへの磁路を形成する軟磁性体とを有し、
前記磁石の磁界中に配された前記コイルに通電することにより、前記可動板を前記各軸部材の捩れ変形を伴って回動させ、前記光反射部で反射した光を走査して、画像を形成するように構成されていることを特徴とする。
これにより、本発明の画像形成装置は、優れた信頼性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のアクチュエータの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示すアクチュエータの平面図、図３は、図１に示すアクチュエータの断面図（（ａ）は図２中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２中のＢ−Ｂ線断面図）、図４は、図１に示すアクチュエータに備えられたコイルを説明するための部分拡大斜視図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図３中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態のアクチュエータ１は、電磁駆動方式（より具体的にはムービングコイル方式）を採用するアクチュエータであって、振動系（振動部）を有する基体２と、この基体２を支持する支持体３と、１対の磁石（永久磁石）４１、４２とを有している。
以下、アクチュエータ１を構成する各部を順次説明する。
基体２は、図１に示すように、可動板２１と、可動板２１を支持する１対の軸部材２２、２３と、これらを囲むように枠状に形成された支持部２４とを有している。
【００１９】
可動板２１は、板状をなし、本実施形態では、平面視形状が長方形をなしている。そして、可動板２１の板面（上面）には、光反射性を有する光反射部２１１が設けられている。これにより、アクチュエータ１を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチ等の光学デバイスに適用することができる。
また、図２に示すように、可動板２１の下面には、コイル２１２が設けられている。このコイル２１２は、後述する１対の磁石４１、４２の磁界中に配され、通電により可動板２１に電磁力を作用させることができる。
【００２０】
また、コイル２１２は、可動板２１の光反射部２１１とは反対側の面に設けられているため、光反射部２１１の設計の自由度が低下することはない。
本実施形態では、コイル２１２は、図２および図４に示すように、可動板２１の板面に沿って渦巻状に形成されている。このような渦巻状のコイル２１２は、単に環状に形成したコイルに比し大きな磁力を発生させることができ、また、可動板２１の厚さ方向に積層して形成したコイルに比し構成が簡単で製造も容易である。すなわち、コイル２１２の構成を比較的簡単なものとするとともに、駆動電圧を抑えつつ、コイル２１２に生じる磁力を大きくすることができる。
【００２１】
また、コイル２１２を構成する素線の一端（渦巻きの外周側の端）は、可動板２１と軸部材２３との境界部付近に位置し、後述する配線２３１に電気的に接続されている。また、コイル２１２を構成する素線の他端（渦巻きの中心側の端）は、可動板２１の板面の中心付近に位置しているが、ワイヤーボンディングで構成された配線２１４を介して、可動板２１と軸部材２２との境界部付近で、後述する配線２２１に電気的に接続されている。
【００２２】
なお、コイル２１２を構成する素線の他端（渦巻きの中心側の端）と配線２２１との接続は、ワイヤーボンディングに限定されず、例えば、振動部上に絶縁膜を介して配線パターンを成膜するとともに、その絶縁膜に配線パターンに導通する貫通電極を設けた構成でもよい。
また、可動板２１（振動部）とコイル２１２との間には、絶縁膜が介在しているのが好ましい。これにより、コイル２１２と可動板２１と間の絶縁性を優れたものとし、信頼性を向上させることができる。この場合、コイル２１２を構成する素線の外周に絶縁膜を形成してもよいし、可動板２１の下面に絶縁膜を形成してもよい。また、この絶縁膜の構成材料としては、絶縁性を有していれば特に限定されないが、樹脂、金属酸化物等が挙げられる。
【００２３】
また、コイル２１２の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、アルミニウム等の金属が好適に用いられる。
このような可動板２１は、１対の軸部材２２、２３によって支持（両持ち支持）されている。
１対の軸部材２２、２３は、それぞれ、弾性変形可能であるとともに、可動板２１と支持部２４とを連結している。
【００２４】
また、１対の軸部材２２、２３は、互いに同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）Ｘとして、各軸部材２２、２３の捩れ変形を伴って、可動板２１が支持部２４に対して回動可能となっている。
また、軸部材２２には配線２２１、図３および図４に示すように、軸部材２３には配線２３１が設けられており、これらの配線２２１、２３１はそれぞれコイル２１２に電気的に接続されている。そして、配線２２１は、支持部２４の下面から露出する端子２４１に電気的に接続され、また、配線２３１は、支持部２４の下面から露出する端子２４２に電気的に接続されている。これにより、配線２２１、２３１を介してコイル２１２に通電することができる。
【００２５】
このような各配線２２１、２３１についても、前述したコイル２１２と同様に、軸部材２２（振動部）と配線２２１との間や、軸部材２３（振動部）と配線２３１との間には、絶縁膜が介在しているのが好ましい。これにより、配線２２１、２３１と振動部と間の絶縁性を優れたものとし、信頼性を向上させることができる。
また、各配線２２１、２３１の構成材料としては、導電性を有するものであれば、特に限定されないが、アルミニウム等の金属が好適に用いられる。特に、配線２２１、２３１は、コイル２１２と同種の材料で構成され、かつ、後述するように一体で（一括して）形成するのが好ましい。
【００２６】
このような可動板２１および１対の軸部材２２、２３は、振動系（振動部）を構成している。すなわち、本実施形態では、振動部が可動板２１および１対の軸部材２２、２３からなる１つの振動系（すなわち１自由度振動系）を有するものである。
このような振動系を有する基体２は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、可動板２１と１対の軸部材２２、２３と支持部２４が一体的に形成されている。
【００２７】
また、このような振動部は、後述するように１つの基板をエッチングすることにより一体的に形成されたものである。これにより、シリコンで一体的に形成された振動部を簡単に製造することができる。
この基板の平均厚さ（すなわち可動板２１や軸部材２２、２３の厚さ）は、それぞれ、特に限定されないが、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
【００２８】
また、前述したような振動系（振動部）を支持するための支持部２４は、可動板２１の外周を囲むように枠状をなしている。
このような支持部２４の側面（後述する支持体３の枠状体３１の側面）には、支持部２４の外側にて支持部２４を介して対向する１対の磁石４１、４２が接合・固定されている。
【００２９】
この１対の磁石４１、４２は、可動板２１の回動中心軸Ｘを介して互いに対向するとともに、それぞれ非回動時の可動板２１の端面に対向するように設けられている。このようにして各磁石４１、４２は、コイル２１２に対向している。
また、磁石４１は、可動板２１側をＳ極とし、磁石４２は、可動板２１側をＮ極とするように設置されている。したがって、１対の磁石４１、４２は、可動板２１付近に、非回動時の可動板２１の板面に平行で、かつ、可動板２１の回動中心軸Ｘに直角な方向の磁界を発生させる。
【００３０】
なお、磁石４１、４２は、永久磁石ではなく、電磁石であってもよい。また、磁石４１、４２の極性は、図示のものに限定されないことは言うまでもない。
また、支持部２４の下面には、軟磁性材料で構成された薄膜状の１対の軟磁性体５１、５２が設けられている。
軟磁性体５１は、コイル２１２と磁石４１との間で支持部２４に設けられ、磁石４１からコイル２１２への磁路を形成するものである。また、軟磁性体５２は、コイル２１２と磁石４２との間で支持部２４に設けられ、磁石４２からコイル２１２への磁路を形成するものである。
【００３１】
すなわち、軟磁性体５１、５２は、それぞれ、ヨークとして機能するものである。
したがって、１対の軟磁性体５１、５２は、１対の磁石４１、４２間の磁力線をコイル２１２付近に集中させて導くことができる。
このような各軟磁性体５１、５２は、（１）支持部２４上に設けられているため、コイル２１２との間の距離を小さくすることができる。
【００３２】
また、（２）各軟磁性体５１、５２は薄膜状に形成されているため、アクチュエータ１は大型化することを防止することができる。
さらに、（３）各軟磁性体５１、５２はそれ自体が磁力を発生するのではなく１対の磁石４１、４２からの磁力をコイル２１２へ導くものであるため、磁石４１、４２の容積を大きくして駆動力（電磁力）を大きくすることができる。その際、磁石４１、４２の容積を大きくしても、磁石４１、４２の設置位置が支持部２４上以外で比較的自由度が高いため、アクチュエータ１の大型化を防止しながら、光スキャナに用いた場合の走査角（偏角）を大きくすることができる。
【００３３】
また、（５）支持部２４が枠状をなしているため、アクチュエータ１の製造（特に基体２の製造）の際に、基体２の構造の安定性が高く、取り扱いが容易である。
このような効果（１）〜（５）により、アクチュエータ１は、製造の簡単化、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくするとともに、光スキャナに適用した場合に、光の走査角（偏角）を大きくすることができる。
【００３４】
特に、前述したように１対の磁石４１、４２が設けられた構成において、軟磁性体５１が磁石４１とコイル２１２との間、軟磁性体５２が磁石４２とコイル２１２との間にそれぞれ設けられているため、１対の磁石４１、４２からの磁力線をコイル２１２付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００３５】
また、前述したようにコイル２１２は基体２（振動部）の一方の面側に設けられており、各軟磁性体５１、５１は支持部２４のコイル２１２側の面上に設けられている。すなわち、各軟磁性体５１、５２とコイル２１２とは基体２の同じ側の面上に設けられている。
そのため、各軟磁性体５１、５２が可動板２１の厚さ方向においてコイル２１２とほぼ同位置に設けられている。これにより、この点でも、１対の磁石４１、４２からの磁力線をコイル２１２付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００３６】
このような軟磁性体５１、５２の構成材料は、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されず、各種軟磁性体材料を用いることができる。
また、各軟磁性体５１、５２の形成方法としては、特に限定されず、例えば、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、金属箔の接合等の各種成膜法を好適に用いることができる。
【００３７】
このように各磁性体５１、５２を前述したような成膜法を用いて形成すると、アクチュエータ１の製造を簡単化しつつ、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。
このような支持部２４の下面に、支持体３が接合されている。
支持体３は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。そして、基体２と支持体３とは直接接合または陽極接合により接合されている。なお、基体２と支持体３とは、例えば、ガラス、シリコン、またはＳｉＯ２を主材料として構成された接合層を介して接合されていてもよいし、接着剤を介して接合されていてもよい。
【００３８】
支持体３は、前述した支持部２４に沿って枠状をなす枠状体３１と、枠状体３１の下面に接合された基板３２とで構成されている。なお、支持体３の形状、構成等は、前述したものに限定されない。
このような支持体３にあっては、枠状体３１の内側の空間が、基体２の振動系の振動、すなわち可動板２１が回動（振動）する際に、支持体３（基板３２）に接触するのを防止する逃げ部を構成する。このような逃げ部を設けることにより、アクチュエータ１全体の大型化を防止しつつ、可動板２１の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。
【００３９】
以上のような構成を有するアクチュエータ１は、次のようにして作動する。
コイル２１２付近に磁力性が集中するように、１対の軟磁性体５１、５２により１対の磁石４１、４２からのコイル２１２へ磁路が形成されている。
一方、図示しない電源回路が配線２２１、２３１を介してコイル２１２に交番電圧を印加することにより、コイル２１２に生じる磁界の方向が上方向と下方向とで交互に切り換わる。
【００４０】
そのため、前述したような１対の磁石４１、４２の磁界中に配されたコイル２１２が可動板２１に電磁力を作用させ、可動板２１は、各軸部材２２、２３の捩れ変形を伴いながら、可動板２１が支持部２４に対し回動（振動）する。
ここで、可動板２１と１対の軸部材２２、２３とからなる振動系の固有振動数ω１は、可動板２１の慣性モーメントＪ１と、１対の軸部材２２、２３のばね定数ｋ１とにより、ω１＝（ｋ１／Ｊ１）１／２によって与えられる。コイル２１２に印加する交番電圧の周波数は、固有振動数ω１と同じであっても異なっていてもよいが、固有振動数ω１と同じである場合、効率よくアクチュエータ１を作動させることができる。
以上説明したように構成されたアクチュエータ１によれば、前述したように１対の軟磁性体５１、５２を枠状の支持部２４上に設けることにより、製造の簡単化、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくするとともに、光スキャナに適用した場合に、光の走査角（偏角）を大きくすることができる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明のアクチュエータの第２実施形態について説明する。
図５は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す平面図、図６は、図５に示すアクチュエータの断面図（（ａ）は、図５中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図５中のＢ−Ｂ線断面図）である。
【００４２】
以下、第２実施形態について説明するが、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態のアクチュエータは、軟磁性体の形状が異なる以外は、前述した第１実施形態と同様である。
本実施形態のアクチュエータ１では、図５および図６に示すように、支持部２４の下面には、前述した第１実施形態の１対の軟磁性体５１、５２に代えて、１対の軟磁性体５１Ａ、５２Ａが設置されている。
【００４３】
軟磁性体５１Ａは、コイル２１２と磁石４１との間で支持部２４に設けられ、磁石４１からコイル２１２への磁路を形成するものである。また、軟磁性体５２Ａは、コイル２１２と磁石４２との間で支持部２４に設けられ、磁石４２からコイル２１２への磁路を形成するものである。
すなわち、軟磁性体５１Ａ、５２Ａは、それぞれ、ヨークとして機能するものである。
【００４４】
したがって、１対の軟磁性体５１Ａ、５２Ａは、１対の磁石４１、４２間の磁力線をコイル２１２付近に集中させて導くことができる。
特に、本実施形態では、各軟磁性体５１Ａ、５２Ａは、平面視にて、台形をなしている。
より具体的には、軟磁性体５１Ａは、磁石４１側からコイル２１２側へ向け幅（回動中心軸Ｘ方向での長さ）が漸減している。これと同様に、軟磁性体５２Ａは、磁石４２側からコイル２１２側へ向け幅（回動中心軸Ｘ方向での長さ）が漸減している。このように各軟磁性体５１Ａ、５２Ａの幅が設定されていることにより、１対の磁石４１、４２からの磁力線をコイル２１２付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００４５】
しかも、各軟磁性体５１Ａ、５２Ａのコイル２１２側の幅は、コイル２１２の幅に略等しい。そのため、この点でも、１対の磁石４１、４２からの磁力線をコイル２１２付近に極めて効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
その上、軟磁性体５１Ａの磁石４１側の幅は磁石４１の幅に略等しく、また、軟磁性体５２Ａの磁石４２側の幅は磁石４２の幅に略等しい。そのため、この点でも、１対の磁石４１、４２からの磁力線をコイル２１２付近に極めて効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００４６】
さらに、図６に示すように、軟磁性体５１Ａは、磁石４１側からコイル２１２側へ向け厚さが漸減している。これと同様に、軟磁性体５２Ａは、磁石４２側からコイル２１２側へ向け厚さが漸減している。このように各軟磁性体５１Ａ、５２Ａの厚さが設定されていることにより、この点でも、１対の磁石４１、４２からの磁力線をコイル２１２付近に効率よく集中させることができる。その結果、簡単かつ確実に、小型化および省電力化を図りつつ駆動力を大きくすることができる。
【００４７】
以上説明したようなアクチュエータ１は、例えば、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどに適用することができる。
アクチュエータ１を光スキャナとして用いた場合、アクチュエータ１（本発明にかかる光スキャナ）は、光反射部２１１で反射した光を走査する。このような本発明にかかる光スキャナは、省電力化を図ることができる。
このような光スキャナは、例えば、レーザープリンタ、イメージング用ディスプレイ、バーコードリーダー、走査型共焦点顕微鏡などの画像形成装置に好適に適用することができる。
【００４８】
以下、本発明の光スキャナを備えた画像形成装置の具体例を説明する。
まず、電子写真方式を採用するプリンタに本発明を適用した例を説明する。
図７は、本発明の光スキャナを備える画像形成装置（プリンタ）の一例を示す全体構成の模式的断面図、図８は、図７に示す画像形成装置に備えられた露光ユニットの概略構成を示す図である。
【００４９】
図７に示す画像形成装置１１０（プリンタ）は、露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって、トナーからなる画像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体に記録するものである。このような画像形成装置１１０は、図７に示すように、図示矢印方向に回転する感光体１１１を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット１１２、露光ユニット１１３、現像ユニット１１４、転写ユニット１１５、クリーニングユニット１１６が配設されている。また、画像形成装置１１０は、図７にて、下部に、紙などの記録媒体Ｐを収容する給紙トレイ１１７が設けられ、上部に、定着装置１１８が設けられている。
【００５０】
このような画像形成装置１１０にあっては、まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体１１１、現像ユニット１１４に設けられた現像ローラ（図示せず）、および中間転写ベルト１５１が回転を開始する。そして、感光体１１１は、回転しながら、帯電ユニット１１２により順次帯電される。
感光体１１１の帯電された領域は、感光体１１１の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット１１３によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
【００５１】
感光体１１１上に形成された潜像は、感光体１１１の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像のための現像装置１４４によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体１１１上にイエロートナー像が形成される。このとき、現像ユニット１１４は、現像装置１４４が選択的に前記現像位置にて感光体１１１と対向している。なお、この選択は、保持体１４５の軸１４６まわりの回転により、現像装置１４１〜１４４の相対位置関係を維持しつつそれぞれの位置を変えることで行う。
【００５２】
感光体１１１上に形成されたイエロートナー像は、感光体１１１の回転に伴って一次転写位置（すなわち、感光体１１１と一次転写ローラ１５２との対向部）に至り、一次転写ローラ１５２によって、中間転写ベルト１５１に転写（一次転写）される。このとき、一次転写ローラ１５２には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧（一次転写バイアス）が印加される。なお、この間、二次転写ローラ１５５は、中間転写ベルト１５１から離間している。
前述の処理と同様の処理が、第２色目、第３色目および第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写ベルト１５１に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト１５１上にはフルカラートナー像が形成される。
【００５３】
一方、記録媒体Ｐは、給紙トレイ１１７から、給紙ローラ１７１、レジローラ１７２によって二次転写位置（すなわち、二次転写ローラ１５５と駆動ローラ１５４との対向部）へ搬送される。
中間転写ベルト１５１上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト１５１の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ローラ１５５によって記録媒体Ｐに転写（二次転写）される。このとき、二次転写ローラ１５５は中間転写ベルト１５１に押圧されるとともに二次転写電圧（二次転写バイアス）が印加される。また、中間転写ベルト１５１は、駆動ローラ１５４を回転させることで一次転写ローラ１５２および従動ローラ１５３を従動回転させながら回転する。
記録媒体Ｐに転写されたフルカラートナー像は、定着装置１１８によって加熱および加圧されて記録媒体Ｐに融着される。その後、片面プリントの場合には、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対１７３によって画像形成装置１１０の外部へ排出される。
【００５４】
一方、感光体１１１は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット１１６のクリーニングブレード１６１によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット１１６内の残存トナー回収部に回収される。
両面プリントの場合には、定着装置１１８によって一方の面に定着処理された記録媒体Ｐを一旦排紙ローラ対１７３により挟持した後に、排紙ローラ対１７３を反転駆動するとともに、搬送ローラ対１７４、１７６を駆動して、当該記録媒体Ｐを搬送路１７５を通じて表裏反転して二次転写位置へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Ｐの他方の面に画像を形成する。
【００５５】
このような画像形成装置に備えられた露光ユニット１１３は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体１１１上に、レーザーを選択的に照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
より具体的に説明すると、露光ユニット１１３は、図８に示すように、光スキャナであるアクチュエータ１と、レーザー光源１３１と、コリメータレンズ１３２と、ｆθレンズ１３３とを有している。
【００５６】
露光ユニット１１３にあっては、レーザー光源１３１からコリメータレンズ１３２を介してアクチュエータ１（光反射部２１１）にレーザー光Ｌが照射される。そして、光反射部２１１で反射したレーザー光Ｌがｆθレンズを介して感光体１１１上に照射される。
その際、アクチュエータ１の駆動（可動板２１の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２１１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１１の軸線方向に走査（主走査）される。一方、感光体１１１の回転により、光反射部２１１で反射した光（レーザーＬ）は、感光体１１１の周方向に走査（副走査）される。また、レーザー光源１３１から出力されるレーザー光Ｌの強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
このようにして露光ユニット１１３は、感光体１１１上を選択的に露光して画像形成（描画）を行う。
【００５７】
次に、イメージングディスプレイ（表示装置）に本発明を適用した例を説明する。
図９は、本発明の画像形成装置（イメージングディスプレイ）の一例を示す概略図である。
図９に示す画像形成装置１１９は、光スキャナであるアクチュエータ１と、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の光源１９１、１９２、１９３と、クロスダイクロイックプリズム（Ｘプリズム）１９４と、ガルバノミラー１９５と、固定ミラー１９６と、スクリーン１９７とを備えている。
【００５８】
このような画像形成装置１１９にあっては、光源１９１、１９２、１９３からクロスダイクロイックプリズム１９４を介してアクチュエータ１（光反射部２１１）に各色の光が照射される。このとき、光源１９１からの赤色の光と、光源１９２からの緑色の光と、光源１９３からの青色の光とが、クロスダイクロイックプリズム１９４にて合成される。
そして、光反射部２１１で反射した光（３色の合成光）は、ガルバノミラー１９５で反射した後に、固定ミラー１９６で反射し、スクリーン１９７上に照射される。
【００５９】
その際、アクチュエータ１の駆動（可動板２１の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２１１で反射した光は、スクリーン１９７の横方向に走査（主走査）される。一方、ガルバノミラー１９５の軸線Ｙまわりの回転により、光反射部２１１で反射した光は、スクリーン１９７の縦方向に走査（副走査）される。また、各色の光源１９１、１９２、１９３から出力される光の強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
【００６０】
このようにして画像形成装置１１９は、スクリーン１９７上に画像形成（描画）を行う。
以上、本発明のアクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明のアクチュエータ等では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【００６１】
前述した実施形態では、１対の磁石４１、４２および１対の軟磁性体５１、５２を設けた構成を説明したが、磁石とコイルとの間で支持部に軟磁性体を設けていてばよく、例えば、軟磁性体５１または軟磁性体５２を省略してもよく、また、磁石４１または磁石４２を省略してもよい。
また、前述した実施形態では、振動部が１自由度振動系を構成するものについて説明したが、振動部が２次自由度以上の振動系を構成していてもよい。例えば、振動部が２自由度振動系を構成する場合、振動部は、各軸部材の途中に駆動部材（質量部）を設けることにより構成する。これにより、振動部が２自由度振動系を構成し、駆動電圧を低減しつつ、可動板の振れ角を大きくすることができる。この場合、電磁駆動用のコイルは、１つまたは１対の駆動部材に設け、磁石を駆動部材（コイル）に対向するように設ける。
【００６２】
また、前述した実施形態では、軟磁性体５１、５２を支持部２４の下面、すなわちコイル２１２と同じ側の面に設けたが、支持部２４の上面に軟磁性体を設けてもよく、支持部２４の内部に埋設してもよい。
また、前述した実施形態では、可動板２１の厚さ方向において軟磁性体５１、５１とコイル２１２とをほぼ同一位置に設けたが、支持部に設けられていれば、可動板２１の厚さ方向において軟磁性体５１、５１とコイル２１２との互いの位置が異なっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すアクチュエータの平面図である。
【図３】図１に示すアクチュエータの断面図（（ａ）は図２中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２中のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図４】図１に示すアクチュエータに備えられたコイルを説明するための部分拡大斜視図である。
【図５】本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す平面図である。
【図６】図５に示すアクチュエータの断面図（（ａ）は図５中のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図５中のＢ−Ｂ線断面図）である。
【図７】本発明の光スキャナを備える画像形成装置（プリンタ）の一例を示す模式的断面図である。
【図８】図７の画像形成装置に備えられた露光ユニットの概略構成を示す図である。
【図９】本発明の光スキャナを備える画像形成装置（イメージングディスプレイ）の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６４】
１‥‥‥アクチュエータ  ２‥‥‥基体  ２１‥‥‥可動板  ２２、２３‥‥‥軸部材  ２４‥‥‥支持部  ２１１‥‥‥光反射部  ２１２‥‥‥コイル  ２２１、２３１‥‥‥配線  ２４１、２４２‥‥‥端子  ２１４‥‥‥配線  ４１、４２‥‥‥磁石  ５１、５１Ａ、５２、５２Ａ‥‥‥軟磁性体  ３‥‥‥支持体  ３１‥‥‥枠状体  ３２‥‥‥基板  １１０‥‥‥画像形成装置  １１１‥‥‥感光体  １１２‥‥‥帯電ユニット  １１３‥‥‥露光ユニット  １１４‥‥‥現像ユニット  １１５‥‥‥転写ユニット  １１６‥‥‥クリーニングユニット  １１７‥‥‥給紙トレイ  １１８‥‥‥定着装置  １１９‥‥‥画像形成装置  １３１‥‥‥レーザー光源  １３２‥‥‥コリメータレンズ  １３３‥‥‥ｆθレンズ  １４１〜１４４‥‥‥現像装置  １４５‥‥‥保持体  １４６‥‥‥軸  １５１‥‥‥中間転写ベルト  １５２‥‥‥一次転写ローラ  １５３‥‥‥従動ローラ  １５４‥‥‥駆動ローラ  １５５‥‥‥二次転写ローラ  １６１‥‥‥クリーニングブレード  １７１‥‥‥給紙ローラ  １７２‥‥‥レジローラ  １７３‥‥‥排紙ローラ対  １７４、１７６‥‥‥搬送ローラ対  １７５‥‥‥搬送路  １９１〜１９３‥‥‥光源  １９４‥‥‥クロスダイクロイックプリズム  １９５‥‥‥ガルバノミラー  １９６‥‥‥固定ミラー  １９７‥‥‥スクリーン  Ｐ‥‥‥記録媒体  Ｘ‥‥‥回動中心軸
【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】
2009069341.tif 000009
【図８】
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【図９】
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