JP2014041383A - 光学デバイス、光スキャナー及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光反射部材のたわみ（ゆがみ）を抑制することができるとともに、小型化することができる光学デバイス、光スキャナー及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】光学デバイス１は、板状の取付部２１及び取付部２１を軸Ａ周りに揺動可能に支持する弾性支持部２２を有する軸部材２０と、取付部２１の一方の面に設けられる磁石４０と、取付部２１の他方の面に設けられ、取付部２１より大きい面積を有する光反射部材１０とを備え、軸部材２０と光反射部材１０とが異なる部材として形成される。
【選択図】図６

Description

本発明に係るいくつかの態様は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術により作製され、可動板が弾性支持部を中心に往復運動する光学デバイス、光スキャナー及び画像形成装置に関する。

従来、この種の光学デバイスとして、形状記憶合金ワイヤに揺動可能に支持された磁石付ミラーを備えた光走査装置において、磁石付ミラーを、予め別々に作成されたミラーと磁石とによって、形状記憶合金ワイヤを挟持しつつ接合固定して構成したものが知られている。この光走査装置は、前述の構成により磁石付きミラーと形状記憶合金ワイヤとの固着力を向上させて耐久性を高めることができる。（例えば特許文献１参照）。

特開平９−３０４７２１号公報

しかしながら、従来の光学デバイスでは、磁石付ミラーを揺動運動させるときに、軸部材のねじり変形による力が磁石付ミラーに伝達し、磁石付ミラーにおける形状記憶合金ワイヤとの接続部分に局所的に大きなたわみ（ゆがみ）を生じさせるという問題があった。また、磁石付ミラーにおけるたわみ（ゆがみ）を抑制するために、磁石付ミラーの厚さを厚くするなどすると、磁石付ミラーと形状記憶合金ワイヤとから構成される振動系を振動させる（揺動運動させる）場合に、磁石付ミラーの厚さを変えない振動系と比較して、同じ振動数（周波数）で振動させるために必要なワイヤが長くなる。その結果、光学デバイスが大きくなってしまうという問題が生じていた。

本発明のいくつかの態様は前述の問題に鑑みてなされたものであり、光反射部材のたわみ（ゆがみ）を抑制することができるとともに、小型化することができる光学デバイス、光スキャナー及び画像形成装置を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る光学デバイスは、板状の取付部及び該取付部を所定軸周りに揺動可能に支持する弾性支持部を有する軸部材と、取付部の一方の面に設けられる剛性部材と、取付部の他方の面に設けられ、取付部より大きい面積を有する光反射部材とを備える。

かかる構成によれば、剛性部材が取付部に設けられるので、取付部の剛性が高められる。これにより、取付部に設けられた光反射部材に生じるたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材が取付部に設けられるので、光反射部材は弾性支持部と接続せずに取付部を介して軸部材と接続される。これにより、取付部が所定軸周りに揺動するときに、弾性支持部のねじり変形による力が剛性部材により緩和されるので、従来の光反射部材において弾性支持部との接続部分に生じていたたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材が取付部より大きい面積を有する。ここで、弾性支持部は取付部に接続され、取付部は光反射部材より面積が小さいので、光学デバイスは、弾性支持部が光反射部材の端部より内側に入り込む構造になる。これにより、弾性支持部が光反射部材の端部に接続されていた従来の光学デバイスと比較して、軸部材の長さを短くすることができ、光学デバイスを小型化することができる。また、例えばシリコン基板などの材料から光学デバイスを製造する場合に、同じ面積の材料から製造できる光学デバイスの数を増やすことができ、光学デバイスの製造コストを低減することできる。さらに、取付部の一方の面に剛性部材が設けられ、取付部の他方の面に光反射部材が設けられるので、光反射部材、軸部材、及び剛性部材から構成される振動系の重心を軸部材の中心軸上に配置することが可能となる。これにより、取付部が所定軸周りに揺動するときに、ねじれ以外の振動を抑制することができる。また、光反射部材による反射光の軌跡が、精度良く、直線状になるので、描写する画像のゆがみを防止し、光学デバイスの制御が容易になる。

好ましくは、剛性部材は強磁性体であり、該強磁性体との間に駆動力を発生させ、取付部を揺動させるように構成された磁界発生手段をさらに備える。

かかる構成によれば、強磁性体との間に駆動力を発生させ、取付部を揺動させるように構成された磁界発生手段を備えるので、例えば磁界発生手段としてコイルとコイルに交流電流を供給する電源とを用いることにより、強磁性体との間に電磁力を発生させ、容易に取付部を揺動させることができる。

好ましくは、強磁性体は永久磁石である。
かかる構成によれば、剛性部材として永久磁石が用いられるので、取付部の剛性が高められるとともに、磁界発生手段との間に更に大きな電磁力を発生させることができる。

好ましくは、取付部に設けられる介在部材をさらに備え、光反射部材が介在部材を介して取付部に設けられる。

かかる構成によれば、光反射部材が介在部材を介して取付部に設けられる。ここで、取付部と光反射部材との間に介在部材の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、介在部材の厚さを適切な値に設定することにより、光学デバイスは、取付部とともに光反射部材が所定軸周りに揺動するときに、光反射部材と支持部材とが接触しない構造にすることが可能となる。これにより、支持部材が枠部（フレーム）を有する場合でも、支持部材の幅を小さくすることができ、光学デバイスを更に小さくすることができる。

好ましくは、取付部が介在部材と略同一の形状を有する。
かかる構成によれば、取付部が介在部材と略同一の形状を有するので、介在部材を取付部に設ける際に、アライメントが容易になる。

好ましくは、軸部材と光反射部材とが異なる部材として形成される。
かかる構成によれば、軸部材と光反射部材とが異なる部材として形成されるので、軸部材と光反射部材とを一体形成する場合に制約を受けていた長さ、幅、厚さなどの制約を受けずに、長さ、幅、厚さなどをそれぞれ最適な値に設定して軸部材と光反射部材とを形成することが可能となる。これにより、光学デバイスを容易に設計することができる。

好ましくは、軸部材を支持する支持部材をさらに備え、軸部材と支持部材とが一体形成される。

かかる構成によれば、軸部材と支持部材とが一体形成されるので、軸部材と支持部材との接続部分の剛性が高まる。これにより、取付部が所定軸周りに揺動するときに、軸部材と支持部材との接続部分における破断や破損のおそれを低減することができる。

また、本発明に係る光学デバイスは、板状の取付部及び該取付部を所定軸周りに揺動可能に支持する弾性支持部を有する軸部材と、取付部に設けられる剛性部材と、該剛性部材を介して取付部に設けられ、取付部より大きい面積を有する光反射部材とを備える。

かかる構成によれば、剛性部材が取付部に設けられるので、取付部の剛性が高められる。これにより、取付部に設けられた光反射部材に生じるたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材が取付部に設けられるので、光反射部材は弾性支持部と接続せずに取付部を介して軸部材と接続される。これにより、取付部が所定軸周りに揺動するときに、弾性支持部のねじり変形による力が剛性部材により緩和されるので、従来の光反射部材において弾性支持部との接続部分に生じていたたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材が取付部より大きい面積を有する。ここで、弾性支持部は取付部に接続され、取付部は光反射部材より面積が小さいので、光学デバイスは、弾性支持部が光反射部材の端部より内側に入り込む構造になる。これにより、弾性支持部が光反射部材の端部に接続されていた従来の光学デバイスと比較して、軸部材の長さを短くすることができ、光学デバイスを小型化することができる。また、例えばシリコン基板などの材料から光学デバイスを製造する場合に、同じ面積の材料から製造できる光学デバイスの数を増やすことができ、光学デバイスの製造コストを低減することできる。さらに、光反射部材が剛性部材を介して取付部に設けられる。ここで、取付部と光反射部材との間に剛性部材の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、剛性部材の厚さを適切な値に設定することにより、光学デバイスは、取付部とともに光反射部材が所定軸周りに揺動するときに、光反射部材と支持部材とが接触しない構造にすることが可能となる。これにより、支持部材を有する場合でも、支持部材の幅を小さくすることができ、光学デバイスを更に小型化することができる。

好ましくは、剛性部材は強磁性体であり、該強磁性体との間に駆動力を発生させ、取付部を揺動させるように構成された磁界発生手段をさらに備える。

かかる構成によれば、強磁性体との間に駆動力を発生させ、取付部を揺動させるように構成された磁界発生手段を備えるので、例えば磁界発生手段としてコイルとコイルに交流電流を供給する電源とを用いることにより、強磁性体との間に電磁力を発生させ、容易に取付部を揺動させることができる。

好ましくは、強磁性体は永久磁石である。
かかる構成によれば、剛性部材として永久磁石が用いられるので、取付部の剛性が高められるとともに、磁界発生手段との間に更に大きな電磁力を発生させることができる。

好ましくは、光反射部材は凹部を有し、剛性部材が該凹部に嵌合される。
かかる構成によれば、剛性部材が光反射部材の凹部に嵌合されるので、光反射部材と剛性部材とのアライメントが容易になる。

好ましくは、取付部が剛性部材と略同一の形状を有する。
かかる構成によれば、取付部が剛性部材と略同一の形状を有するので、剛性部材を取付部に設ける際に、アライメントが容易になる。

好ましくは、軸部材と光反射部材とが異なる部材として形成される。
かかる構成によれば、軸部材と光反射部材とが異なる部材として形成されるので、軸部材と光反射部材とを一体形成する場合に制約を受けていた長さ、幅、厚さなどの制約を受けずに、長さ、幅、厚さなどをそれぞれ最適な値に設定して軸部材と光反射部材とを形成することが可能となる。これにより、光学デバイスを容易に設計することができる。

好ましくは、軸部材を支持する支持部材をさらに備え、軸部材と支持部材とが一体形成される。

かかる構成によれば、軸部材と支持部材とが一体形成されるので、軸部材と支持部材との接続部分の剛性が高まる。これにより、取付部が所定軸周りに揺動するときに、軸部材と支持部材との接続部分における破断や破損のおそれを低減することができる。

本発明に係る光スキャナーは、前述した本発明に係る光学デバイスを備える。
かかる構成によれば、前述した本発明に係る光学デバイスを備えるので、光反射部材に生じるたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。これにより、光反射部材と軸部材とから構成される振動系における振動数（周波数）をより高くし、光反射部材が所定軸周りに揺動するときの角度をより大きくすることができ、優れた走査範囲を有する光スキャナーを実現することができる。

本発明に係る画像形成装置は、前述した本発明に係る光スキャナーを備える。
かかる構成によれば、前述した本発明に係る光スキャナーを備えるので、振動系における振動数（周波数）をより高くし、光反射部材が所定軸周りに揺動するときの角度をより大きくすることができる。これにより、高解像度の画像を形成することができ、優れた描画特性を有する画像形成装置を実現することができる。

本発明に係る光学デバイスの第１実施形態における構成を説明する平面図である。 図１に示した軸部材及び支持部材を説明する平面図である。 図１に示した光反射部材を説明する表面図及び裏面図である。 図１に示したＩ−Ｉ線における断面図である。 本発明に係る光学デバイスの第２実施形態における光反射部材を説明する表面図及び裏面図である。 本発明に係る光学デバイスの第２実施形態における構成を説明する側方断面図である。 本発明に係る光スキャナーを備える画像形成装置の一例を示す概略図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜光学デバイス＞
（第１実施形態）
図１乃至図４は、本発明に係る光学デバイスの第１実施形態を示すものであり、図１は、本発明に係る光学デバイスの第１実施形態における構成を説明する平面図である。なお、以下の説明において、特に記載がない限り、図１におけるＸ軸方向の寸法を「長さ」、Ｙ軸方向の寸法を「幅」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さ」という。

図１に示すように、光学デバイス１は、光反射部材１０と、軸部材２０と、支持部材３０とを備える。光反射部材１０と軸部材２０とは異なる部材として形成されており、光反射部材１０は軸部材２０上に取り付けられている。なお、軸部材２０と支持部材３０とは、略同一平面となるように一体形成されるのが好ましい。

図２は、図１に示した軸部材及び支持部材を説明する平面図である。図２に示すように、軸部材２０は、略中央に配置される板状の取付部２１と、支持部材３０に対して取付部２１を軸部材２０の中心軸である軸Ａ周りに揺動可能に支持する一対の弾性支持部２２とを有する。

支持部材３０は、軸部材２０を支持するものであり、一対の弾性支持部２２にそれぞれ接続され、軸部材２０の両端を固定する固定部３１と、固定部３１同士を連結する枠部（フレーム）３２とを有する。本実施形態では、支持部材３０は固定部３１と枠部（フレーム）３２とを有するように構成したが、これに限定されず、固定部３１のみを有して枠部（フレーム）３２を有さない構成であってもよい。

軸部材２０における取付部２１及び弾性支持部２２は、例えばシリコン基板をエッチング加工することにより、一体形成することができる。また、軸部材２０と支持部材３０とを一体形成する場合も、同様にシリコン基板をエッチング加工することにより、一体形成することができる。

図３は、図１に示した光反射部材を説明する表面図（図３（ａ））及び裏面図（図３（ｂ））である。図３（ａ）に示すように、光反射部材１０の一方の面（以下、表面という）には、入射した光を反射する金属膜１１が成膜されている。金属膜１１は、例えばシリコン基板をエッチング加工して所定の形状に成形したものに、真空蒸着、スパッタリング、金属箔の接合などの成膜方法を施すことにより、成膜することができる。また、図３（ｂ）に示すように、光反射部材１０の他方の面（以下、裏面という）には、略中心部に凹部１２が形成されている。凹部１２は、例えばシリコン基板をエッチング加工することにより形成される。

本実施形態では、光反射部材１０の平面形状として円形のものを示したが、これに限定されず、光学デバイス１の光反射部材１０として求められる役割を果たす限り、楕円形、矩形、多角形などの他の形状であってもよい。

図４は、図１に示したＩ−Ｉ線における断面図である。なお、図１に示したＩ−Ｉ線は軸Ａから所定距離ずらして配置している。図４に示すように、取付部２１の一方の面（図４において上側の面）には、図示しない接着剤を介して磁石４０が接合されている。このように、剛性の高い磁石４０が取付部２１に設けられるので、取付部２１の剛性が高められる。なお、磁石４０として永久磁石を用いるのが好ましい。

磁石４０の上部は、光反射部材１０の凹部１２に嵌合されており、図示しない接着剤を介して光反射部材１０が接合されている。このようにして、光反射部材１０が磁石４０を介して取付部２１に設けられる。ここで、取付部２１と光反射部材１０との間に磁石４０の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、磁石４０の厚さを適切な値に設定することにより、光学デバイス１は、取付部２１とともに光反射部材１０が軸Ａ周りに揺動するときに、光反射部材１０と枠部（フレーム）３２とが接触しない構造にすることが可能となる。例えば、光反射部材１０の直径が２ｍｍ、厚さが２００μｍ、支持部材３０の厚さが２００μｍの場合に、磁石４０の厚さを４００μｍに設定すると、光反射部材１０が軸Ａ周りに揺動するときの振れ角を４０度にしても、光反射部材１０は枠部（フレーム）３２に接触しない。

なお、凹部１２の形状は、平面視したときに磁石４０と略同一の形状に成形されるのが好ましい。また、取付部２１の形状も、平面視したときに磁石４０と略同一の形状に成形されるのが好ましい。

図１に示したように光学デバイス１を平面視したときに、光反射部材１０は、取付部２１と取付部２１の上面に設けられる磁石４０とを覆い隠すように、取付部２１及び磁石４０より大きい面積を有する。ここで、弾性支持部２２は取付部２１に接続され、取付部２１は光反射部材１０より面積が小さいので、図４に示すように、光学デバイス１は、弾性支持部２２が光反射部材１０の端部より部分Ｂだけ内側に入り込む構造になる。

また、光学デバイス１を平面視したときに、磁石４０は、軸Ａに直交する方向（図１におけるＹ軸方向）に磁化されている。すなわち、磁石４０は、軸Ａを介して対向する互いに極性の異なる一対の磁極を有している。本実施形態では、磁石４０を、光反射部材１０及び軸部材２０と異なる部材として説明したが、これに限定されず、光反射部材１０又は軸部材２０と一体形成してもよい。この場合、磁石４０は、光反射部材１０又は取付部２１の面にスパッタリングなどの成膜方法を施すことにより形成される。

図４に示すように、支持部材３０は、図示しない接着剤を介してホルダ５０に接合されており、ホルダ５０の底部５１上には、取付部２１を揺動させるためのコイル４１が配置されている。コイル４１は本発明の駆動手段に相当する。コイル４１には、図示しない電源から所定周波数の交流電流が供給される。これにより、コイル４１は上方（可動板１１側）に向く磁界と、下方に向く磁界とを交互に発生させる。これにより、コイル４１に対して磁石４０の一対の磁極のうち一方の磁極が接近し他方の磁極が離間するようにして、弾性支持部２２をねじれ変形させながら、取付部２１と取付部２１に設けられた光反射部材１０及び磁石４０とが、軸Ａ回りに揺動させられる。

コイル４１に供給される交流電流の所定周波数は、光反射部材１０、軸部材２０、及び磁石４０から構成される振動系の振動数（ねじり共振周波数）とほぼ一致するように設定するのが好ましい。このように共振を利用することで、取付部２１を軸Ａ周りに揺動させるときに、少ない消費電力で振れ角を大きくすることができる。

本実施形態では、磁石４０とコイル４１と間の電磁力を利用した駆動方式を示したが、これに限定されず、強磁性体に相当する磁石４０と、磁界発生手段に相当するコイル４１及び電源との間に駆動力を発生させるように構成されていればよい。また、光学デバイス１は、取付部２１に磁石４０に代わる剛性部材が設けられていれば、静電引力を利用した方式や、圧電素子を駆動手段として利用した駆動方式を採用してもよい。例えば、静電引力を利用した方式の場合には、磁石４０は不要であり、コイル４１の代わりに、ホルダ５０の底部５１における取付部２１に対向する位置に、１つ又は複数の電極が設置される。そして、取付部２１と当該電極との間に所定周波数の交流電圧を印加することにより、取付部２１と電極との間に静電引力を発生させ、弾性支持部２２をねじれ変形させながら、取付部２１と取付部２１に設けられた光反射部材１０及び磁石４０とが、軸Ａ周りに揺動させられる。

このように、本実施形態における光学デバイス１によれば、磁石４０が取付部２１に設けられるので、取付部の剛性が高められる。これにより、取付部２１に設けられた光反射部材１０に生じるたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材１０が取付部２１に設けられるので、光反射部材１０は弾性支持部２２と接続せずに取付部２１を介して軸部材２０と接続される。これにより、取付部２１が軸Ａ周りに揺動するときに、弾性支持部２２のねじり変形による力が磁石４０により緩和されるので、従来の光反射部材において弾性支持部との接続部分に生じていたたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材１０が取付部２１より大きい面積を有する。ここで、弾性支持部２２は取付部２１に接続され、取付部２１は光反射部材１０より面積が小さいので、光学デバイス１は、弾性支持部２２が光反射部材１０の端部より部分Ｂだけ内側に入り込む構造になる。これにより、弾性支持部が光反射部材の端部に接続されていた従来の光学デバイスと比較して、軸部材２０の長さを短くすることができ、光学デバイス１を小型化することができる。また、例えばシリコン基板などの材料から光学デバイス１を製造する場合に、同じ面積の材料から製造できる光学デバイス１の数を増やすことができ、光学デバイス１の製造コストを低減することできる。さらに、光反射部材１０が磁石４０を介して取付部２１に設けられる。ここで、取付部２１と光反射部材１０との間に磁石４０の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、磁石４０の厚さを適切な値に設定することにより、光学デバイス１は、取付部２１とともに光反射部材１０が所定軸周りに揺動するときに、光反射部材１０と支持部材３０とが接触しない構造にすることが可能となる。これにより、支持部材３０を有する場合でも、支持部材３０の幅を小さくすることができ、光学デバイス１を更に小型化することができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、磁石４０との間に駆動力を発生させ、取付部２１を揺動させるように構成された磁界発生手段を備えるので、例えば磁界発生手段としてコイル４１とコイルに交流電流を供給する電源とを用いることにより、磁石４０との間に電磁力を発生させ、容易に取付部２１を揺動させることができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、磁石４０として永久磁石が用いられるので、取付部２１の剛性が高められるとともに、コイル４１及び電源との間に更に大きな電磁力を発生させることができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、磁石４０が光反射部材１０の凹部１２に嵌合されるので、光反射部材１０と磁石４０とのアライメントが容易になる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、取付部２２が磁石４０と略同一の形状を有するので、磁石４０を取付部２２に設ける際に、アライメントが容易になる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、軸部材２０と光反射部材１０とが異なる部材として形成されるので、軸部材２０と光反射部材１０とを一体形成する場合に制約を受けていた長さ、幅、厚さなどの制約を受けずに、長さ、幅、厚さなどをそれぞれ最適な値に設定して軸部材２０と光反射部材１０とを形成することが可能となる。これにより、光学デバイス１を容易に設計することができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、軸部材２０と支持部材３０とが一体形成されるので、軸部材２０と支持部材３０との接続部分の剛性が高まる。これにより、取付部２１が軸Ａ周りに揺動するときに、軸部材２０と支持部材３０との接続部分における破断や破損のおそれを低減することができる。

（第２実施形態）
図５及び図６は、本発明に係る光学デバイスの第２実施形態を示すものであり、図５は、本発明に係る光学デバイスの第２実施形態における光反射部材を説明する表面図及び裏面図である。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、光反射部材１０の表面には、第１実施形態と同様に、入射した光を反射する金属膜１１が成膜されている。また、図５（ｂ）に示すように、光反射部材１０の裏面には、略中心部に介在部材１３が設けられている。介在部材１３は、例えばシリコン基板をエッチング加工することにより、光反射部材１０と一体形成されてもよいし、光反射部材１０とは異なる部材として形成し、接着剤などで光反射部材１０の裏面に接合されてもよい。なお、介在部材１３の形状は、平面視したときに取付部２２と略同一の形状に成形されるのが好ましい。

図６は、本発明に係る光学デバイスの第２実施形態における構成を説明する側方断面図である。なお、同図は第１実施形態における図４に対応するものである。図６に示すように、取付部２１の一方の面（図６において下側の面）には、図示しない接着剤を介して磁石４０が接合されている。また、取付部２１の他方の面（図６において上側の面）には、図示しない接着剤を介して介在部材１３が接合されている。これにより、光反射部材１０が介在部材１３を介して取付部２１に設けられる。ここで、取付部２１と光反射部材１０との間に介在部材１３の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、介在部材１３の厚さを適切な値に設定することにより、光学デバイス１は、取付部２１とともに光反射部材１０が軸Ａ周りに揺動するときに、光反射部材１０と枠部（フレーム）３２とが接触しない構造にすることが可能となる。

本実施形態では、光反射部材１０が介在部材１３を介して取付部２１に設けられるようにしたが、これに限定されず、光反射部材１０を取付部２１の他方の面に直接設けるようにしてもよい。

なお、取付部２１の一方の側（図６において下側）に磁石４０を設け、取付部２１の他方の側（図６において下側）に光反射部材１０（及び介在部材１３）を設けるようにしたので、光反射部材１０（及び介在部材１３）、軸部材２０、並びに磁石４０から構成される振動系の重心を容易に制御することができる。すなわち、光反射部材１０（及び介在部材１３）、軸部材２０、並びに磁石４０におけるそれぞれの大きさ及び位置を適切に設定することにより、当該振動系の重心位置（図１に示したＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の位置）を軸Ａ上に配置することが可能となる。

このように、本実施形態における光学デバイス１によれば、第１実施形態と同様に、磁石４０が取付部２１に設けられるので、取付部の剛性が高められる。これにより、取付部２１に設けられた光反射部材１０に生じるたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材１０が取付部２１に設けられるので、光反射部材１０は弾性支持部２２と接続せずに取付部２１を介して軸部材２０と接続される。これにより、取付部２１が軸Ａ周りに揺動するときに、弾性支持部２２のねじり変形による力が磁石４０により緩和されるので、従来の光反射部材において弾性支持部との接続部分に生じていたたわみ（ゆがみ）を抑制することができる。また、光反射部材１０が取付部２１より大きい面積を有する。ここで、弾性支持部２２は取付部２１に接続され、取付部２１は光反射部材１０より面積が小さいので、光学デバイス１は、弾性支持部２２が光反射部材１０の端部より部分Ｂだけ内側に入り込む構造になる。これにより、弾性支持部が光反射部材の端部に接続されていた従来の光学デバイスと比較して、軸部材２０の長さを短くすることができ、光学デバイス１を小型化することができる。また、例えばシリコン基板などの材料から光学デバイス１を製造する場合に、同じ面積の材料から製造できる光学デバイス１の数を増やすことができ、光学デバイス１の製造コストを低減することできる。さらに、第１実施形態と異なり、取付部２１の一方の面に磁石４０が設けられ、取付部２１の他方の面に光反射部材１０が設けられるので、光反射部材１０、軸部材２０、及び磁石４０から構成される振動系の重心を軸部材２０の中心軸、すなわち軸Ａ上に配置することが可能となる。これにより、取付部２１が軸Ａ周りに揺動するときに、ねじれ以外の振動を抑制することができる。また、光反射部材１０による反射光の軌跡が、精度良く、直線状になるので、描写する画像のゆがみを防止し、光学デバイス１の制御が容易になる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、第１実施形態と同様に、磁石４０との間に駆動力を発生させ、取付部２１を揺動させるように構成された磁界発生手段を備えるので、例えば磁界発生手段としてコイル４１とコイルに交流電流を供給する電源とを用いることにより、磁石４０との間に電磁力を発生させ、容易に取付部２１を揺動させることができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、第１実施形態と同様に、磁石４０として永久磁石が用いられるので、取付部２１の剛性が高められるとともに、コイル４１及び電源との間に更に大きな電磁力を発生させることができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、光反射部材１０が介在部材１３を介して取付部２１に設けられる。ここで、取付部２１と光反射部材１０との間に介在部材１３の厚さ分だけ空間（スペース）が形成される。よって、介在部材１３の厚さを適切な値に設定することにより、光学デバイス１は、取付部２１とともに光反射部材１０が軸Ａ周りに揺動するときに、光反射部材１０と支持部材３０とが接触しない構造にすることが可能となる。これにより、支持部材３０を有する場合でも、支持部材３０の幅を小さくすることができ、光学デバイス１を更に小型化することができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、取付部２が介在部材１３と略同一の形状を有するので、介在部材１３を取付部２１に設ける際に、アライメントが容易になる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、第１実施形態と同様に、軸部材２０と光反射部材１０とが異なる部材として形成されるので、軸部材２０と光反射部材１０とを一体形成する場合に制約を受けていた長さ、幅、厚さなどの制約を受けずに、長さ、幅、厚さなどをそれぞれ最適な値に設定して軸部材２０と光反射部材１０とを形成することが可能となる。これにより、光学デバイス１を容易に設計することができる。

また、本実施形態における光学デバイス１によれば、第１実施形態と同様に、軸部材２０と支持部材３０とが一体形成されるので、軸部材２０と支持部材３０との接続部分の剛性が高まる。これにより、取付部２１が軸Ａ周りに揺動するときに、軸部材２０と支持部材３０との接続部分における破断や破損のおそれを低減することができる。

（光スキャナー）
前述の光学デバイス１は、光反射部材１０を備えているため、例えば、レーザープリンター、バーコードリーダー、走査型共焦点レーザー顕微鏡、イメージング用ディスプレイなどの画像形成装置に備える光スキャナーに好適に適用することができる。なお、本発明に係る光スキャナーは、前述した光学デバイス１と同様の構成であるため、その説明を省略する。

このように、本発明に係る光スキャナーによれば、前述した本発明に係る光学デバイス１を備えるので、光反射部材１０に生じるたわみ（ゆがみ）を抑制することができるとともに、小型化することができる。これにより、光反射部材１０と軸部材２０とから構成される振動系における振動数（周波数）をより高くし、光反射部材１０が軸Ａ周りに揺動するときの振れ角をより大きくすることができ、走査範囲の広い光スキャナーを実現することができる。

（画像形成装置）
次に、図７を参照して本発明に係る画像形成装置について説明する。図７は、本発明に係る光スキャナーを備える画像形成装置の一例を説明する概略図である。

図７に示す画像形成装置（イメージングディスプレイ）１１９は、本発明に係る光スキャナーである光学デバイス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。

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を介して光学デバイス１（の光反射部材１０）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、光反射部材１０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。

その際、光学デバイス１の動作（取付部２１の軸線Ｘ周りの揺動）により、光反射部材１０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周りの回動により、光反射部材１０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。

このように、本発明に係る画像形成装置１１９によれば、前述した本発明に係る光スキャナーを備えるので、光反射部材１０と軸部材２０とから構成される振動系における振動数（周波数）をより高くし、光反射部材１０が軸線Ｘ周りに揺動するときの振れ角をより大きくすることができる。これにより、高解像度の画像を形成することができ、優れた描画特性を有する画像形成装置１１９を実現することができる。

なお、前述の各実施形態の構成を組み合わせたり或いは一部の構成部分を入れ替えたりしてもよい。また、本発明の構成は、前述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。

１…光学デバイス、１０…光反射部材、１２…凹部、１３…介在部材、２０…軸部材、２１…取付部、２２…弾性支持部、３０…支持部材、３１…固定部、３２…枠部（フレーム）、４０…磁石、４１…コイル、１１９…画像形成装置。

Claims (9)

1. 板状の取付部、前記取付部を所定軸周りに揺動可能に支持する弾性支持部、を有する軸部と、
   前記取付部に設けられ、強磁性体である剛性部と、
   前記剛性部を介して前記取付部に設けられ、前記取付部より大きい面積を有する光反射部と、
   前記剛性部との間に駆動力を発生させ、前記取付部を揺動させる磁界発生部と、を備え、
   前記光反射部は凹部を有し、
   前記剛性部が前記凹部に嵌合されることを特徴とする光学デバイス。
2. 前記剛性部は永久磁石であることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
3. 前記取付部が前記剛性部と略同一の形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の光学デバイス。
4. 前記軸部と前記光反射部とが異なる部材として形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学デバイス。
5. 前記軸部を支持する支持部を備え、
   前記軸部と前記支持部とが一体形成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学デバイス。
6. 板状の取付部、前記取付部を所定軸周りに揺動可能に支持する弾性支持部、を有する軸部と、
   前記取付部の一方の面に設けられ、永久磁石である剛性部と、
   前記取付部の他方の面に設けられる介在部と、
   前記介在部を介して前記取付部に設けられ、前記取付部より大きい面積を有する光反射部と、
   前記剛性部との間に駆動力を発生させ、前記取付部を揺動させる磁界発生部と、を備え、
   前記永久磁石の１対の磁極が、前記光反射部材の平面視にて、前記所定軸を挟んで設けられることを特徴とする光学デバイス。
7. 前記取付部が前記介在部と略同一の形状を有することを特徴とする請求項６に記載の光学デバイス。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学デバイスを備えることを特徴とする光スキャナー。
9. 請求項８に記載の光スキャナーを備えることを特徴とする画像形成装置。

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