JP5109398B2 - アクチュエータ、光スキャナ、および画像形成装置 - Google Patents

Description

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。

マイクロマシニング技術によりＳｉ基板を加工することにより製造された振動子を用いたアクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照。）。かかるアクチュエータは、例えば、加速度センサのような振動式センサや、光スキャナのような光学デバイス等に用いることができる。
例えば、特許文献１に開示された光スキャナは、反射面を有する可動板が１対のトーションバーを介して支持体に支持されている。

特に、特許文献１にかかる光スキャナでは、可動板の所定量以上の変位を防止するための制限部材が支持体に固定されている。これにより、光スキャナが大きな衝撃を受けた場合でも、光スキャナの損傷を防止することができる。
しかしながら、特許文献１にかかる光スキャナにあっては、制限部材を支持体に対し不動に設けるため、可動板の回動角を大きく設定した場合、常に可動板が比較的大きな回動角で回動可能な状態となってしまう。そのため、光スキャナが大きな衝撃を受けると、可動板が勢いよく制限部材等に接触し、光スキャナを損傷するおそれがある。
また、制限部材を可動板の反射面側に設ける場合、可動板の反射面の一部が常に制限部材によって覆われてしまう。そのため、可動板の反射面を効率よく利用することができず、例えば、光スキャナの設計自由度が低くなるという問題が生じていた。

特開２００２−４０３５４号公報

本発明の目的は、可動板の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させ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。

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、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する１対の軸部材と、
前記各軸部材の変形を伴って前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を走査する駆動手段と、
前記可動板が所定量以上変位したときに前記可動板に接触して、前記可動板の変位を所定範囲内に規制し得る少なくとも１つの規制部材とを有し、
前記規制部材は、前記可動板に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態と、前記可動板に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態とをとり得るように変位可能に設けられ、
非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態となるように構成されていることを特徴とする。
これにより、大きな衝撃を受けたときのような必要時には、第１の状態とすることで可動板の過剰な変位（回動）を防止し、使用時には、第２の状態とすることで可動板の回動角を大きくすることができる。したがって、可動板の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる。

また、本発明のアクチュエータでは、非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態となるように構成されているので、駆動手段による可動板の回動角を大きくしつつ、運搬時などの大きな衝撃によるアクチュエータの損傷を防止することができる。
また、本発明のアクチュエータでは、規制部材を第２の状態とすることで、光反射部を効率よく利用することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記規制部材は、前記可動板の非走査時の板面に対し平行に変位することで、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り換えるように構成されていることが好ましい。
これにより、規制部材を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材の変位に必要なスペースを小さくすることができる。その結果、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、前記規制部材は、前記可動板の非走査時の板面に対し平行で、かつ、前記可動板の回動中心軸に直角な方向に変位することで、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り換えるように構成されていることが好ましい。
これにより、規制部材を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材の変位量を小さくすることができる。その結果、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、前記規制部材は、前記第１の状態にて、前記可動板の両面のそれぞれに対向するように構成されていることが好ましい。
これにより、規制部材は、第１の状態にて、可動板の過剰な変位をより確実に防止することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記規制部材は、前記第１の状態にて、前記可動板を平面視したときに、前記可動板の回動中心軸に対し片側の部分のみに重なるように位置していることが好ましい。
これにより、規制部材を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材の変位量を小さくすることができる。その結果、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、前記規制部材の前記可動板側の部分は、衝撃吸収性を有する材料で構成されていることが好ましい。
これにより、可動板が規制部材に接触したときに、可動板が受ける衝撃を少なくして、アクチュエータの損傷をより確実に防止することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記規制部材は、前記可動板に対し上側に位置する上側規制部と、前記可動板に対し下側に位置する下側規制部と、を有し、
前記上側規制部は、平面視にて前記可動板側の端が凹湾曲しているのが好ましい。
これにより、規制部材を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材の変位量を小さくすることができる。その結果、アクチュエータの小型化を図ることができる。

本発明の光スキャナは、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する１対の軸部材と、
前記各軸部材の変形を伴って前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を走査する駆動手段と、
前記可動板が所定量以上変位したときに前記可動板に接触して、前記可動板の変位を所定範囲内に規制し得る規制部材とを有し、
前記規制部材は、前記可動板に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態と、前記可動板に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態とをとり得るように変位可能に設けられ、
非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態となるように構成されていることを特徴とする。
これにより、可動板の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる光スキャナを提供することができる。

本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する１対の軸部材と、
前記各軸部材の変形を伴って前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を走査して、対象物上に画像を形成する駆動手段と、
前記可動板が所定量以上変位したときに前記可動板に接触して、前記可動板の変位を所定範囲内に規制し得る規制部材とを有し、
前記規制部材は、前記可動板に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態と、前記可動板に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態とをとり得るように変位可能に設けられ、
非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態となるように構成されていることを特徴とする。
これにより、可動板の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる画像形成装置を提供することができる。
また、本発明のアクチュエータは、光を反射する平面部を備える光反射部材と、
前記光反射部材を回動可能に支持する１対の軸部材と、
前記光反射部材を可動させる駆動手段と、
前記光反射部材に対して移動可能な移動部材と、
前記移動部材を前記平面部と平行な方向に移動させ、第１の状態と第２の状態とに切り換える切換手段と、を有し、
前記第１の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重なる部分を有する状態であり、
前記第２の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重ならない状態であり、
前記切換手段は、非走査時に前記移動部材を前記第１の状態とし、走査時に前記移動部材を前記第２の状態とすることを特徴とする。
これにより、光反射部材の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができるアクチュエータ（光学デバイス）を提供することができる。
また、本発明の光スキャナは、光を反射する平面部を備える光反射部材と、
前記光反射部材を回動可能に支持する１対の軸部材と、
前記光反射部材を可動させる駆動手段と、
前記光反射部材に対して移動可能な移動部材と、
前記移動部材を前記平面部と平行な方向に移動させ、第１の状態と第２の状態とに切り換える切換手段と、を有し、
前記第１の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重なる部分を有する状態であり、
前記第２の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重ならない状態であり、
前記切換手段は、非走査時に前記移動部材を前記第１の状態とし、走査時に前記移動部材を前記第２の状態とし、
前記平面部で反射した光を走査することを特徴とする。
これにより、光反射部材の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる光スキャナを提供することができる。
また、本発明の画像形成装置は、光を反射する平面部を備える光反射部材と、
前記光反射部材を回動可能に支持する１対の軸部材と、
前記光反射部材を可動させる駆動手段と、
前記光反射部材に対して移動可能な移動部材と、
前記移動部材を前記平面部と平行な方向に移動させ、第１の状態と第２の状態とに切り換える切換手段と、を有し、
前記第１の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重なる部分を有する状態であり、
前記第２の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重ならない状態であり、
前記切換手段は、非走査時に前記移動部材を前記第１の状態とし、走査時に前記移動部材を前記第２の状態とし、
前記平面部で反射した光を走査することにより、対象物に画像を形成することを特徴とする。
これにより、光反射部材の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる画像形成装置を提供することができる。

以下、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＞
まず、本発明の第１実施形態を説明する。
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２中のＡ−Ａ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規制部材の作用を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図２中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

アクチュエータ１は、図１ないし図３に示すように、振動系を有する基体２と、この基体２の振動系を駆動するための圧電素子３１、３２、３３、３４と、基体２を支持する支持体４と、基体２の振動系の過剰変位を防止するための規制機構６とを有している。
かかるアクチュエータ１にあっては、通電により圧電素子３１、３２、３３、３４を伸縮させることにより、基体２の振動系に回動中心軸Ｘまわりの振動（回動）を生じさせる。

以下、アクチュエータ１を構成する各部を順次説明する。
振動系を有する基体２は、図１および図２に示すように、枠状をなす支持部材２１と、この支持部材２１の内側に設けられた可動板（光反射部材）２２と、可動板２２を回動中心軸Ｘまわりに回動可能に支持する１対の軸部材２３、２４と、１対の軸部材２３、２４にそれぞれ対応して連結された１対の駆動部材２５、２６と、駆動部材２５と支持部材２１とを連結する１対の変形部材２７、２８と、駆動部材２６と支持部材２１とを連結する１対の変形部材２９、３０とを有している。本実施形態では、基体２は、平面視したときに、左右対称な形状となるように形成されている。

支持部材２１は、枠状（より具体的には四角環状）をなしている。また、支持部材２１の上面には、後述する規制機構６の１対の案内部材６５およびスペーサ６６が接合されている。
このような支持部材２１の内側には、支持部材２１に対し離間した状態で、可動板２２が設けられている。

可動板２２は、板状をなし、その板面（上面）に光反射部２２１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、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
本実施形態では、可動板２２の平面視形状が円形である。すなわち、可動板２２は、円板状をなしている。そのため、可動板２２の慣性モーメントを抑えつつ、光反射部２２１の光反射に利用可能な面積を大きくすることができる。なお、可動板２２の平面視形状は、光学デバイスの設計などに応じて決定されるものであり、前述したような円板状に限定されず、例えば、４角形、５角形などの多角形状や、楕円形状、長円形状などであってもよい。

このような可動板２２は、回動中心軸Ｘに沿って設けられた１対の軸部材２３、２４に支持されている。
このように可動板２２を回動可能に支持する各軸部材２３、２４は、回動中心軸Ｘに沿って長手形状をなし、回動中心軸Ｘまわりに捩れ変形可能となっている。
軸部材２３は、その長手方向での一端（右側の端）が可動板２２に接続され、他端（左側の端）が駆動部材２５に接続されている。これと同様に、軸部材２４は、その長手方向での一端（左側の端）が可動板２２に接続され、他端が駆動部材２６に接続されている。
言い換えすれば、可動板２２は、軸部材２３を介して駆動部材２５に支持されているとともに、軸部材２４を介して駆動部材２６に支持されている。

各駆動部材２５、２６は、可動板２２の板面に平行でかつ回動中心軸Ｘに対し直角な方向に延在する長手形状をなしている。
また、駆動部材２５は、その長手方向での中央部で、前述した軸部材２３を支持している。これと同様に、駆動部材２６は、その長手方向での中央部で、軸部材２４を支持している。したがって、駆動部材２５および駆動部材２６のそれぞれの長手方向での中央部が、可動板２２の回動中心軸Ｘ上に位置している。
このような駆動部材２５は、その長手方向での両端部にて、１対の変形部材２７、２８を介して支持部材２１に支持されている。これと同様に、駆動部材２６は、その長手方向での両端部にて、１対の変形部材２９、３０を介して支持部材２１に支持されている。

各変形部材２７、２８は、回動中心軸Ｘに略平行な方向に延在する長手形状をなし、主として曲げ変形するように構成されている。本実施形態では、各変形部材２７、２８は、駆動部材２５に対し可動板２２とは反対側（すなわち外側）に位置している。
このような変形部材２７、２８と同様に、各変形部材２９、３０は、回動中心軸Ｘに略平行な方向に延在する長手形状をなし、主として曲げ変形するように構成されている。本実施形態では、各変形部材２９、３０は、駆動部材２６に対し可動板２２とは反対側（すなわち外側）に位置している。

以上説明したような基体２にあっては、可動板２２および軸部材２３、２４が第１の振動系を構成し、駆動部材２５、２６と変形部材２７、２８、２９、３０と圧電素子３１、３２、３３、３４とが第２の振動系を構成し、これらの振動系は２自由度振動系を構成している。したがって、第２の振動系の振幅が小さくても、第１の振動系の振幅を大きくすることができる。すなわち、各駆動部材２５、２６および各圧電素子３１、３２、３３３、３４の変位量や各変形部材２７、２８、２９、３０の曲げ変形量が小さくても、可動板２２の回動角を大きくすることができる。

また、基体２は、例えば、シリコンを主材料として構成されている。そして、基体２は、支持部材２１と可動板２２と軸部材２３、２４と駆動部材２５、２６と変形部材２７、２８、２９、３０とが一体的に形成されている。
以上説明したような基体２の上面には、各軸部材２３、２４を捩れ変形させながら可動板２２を回動させる駆動手段である圧電素子３１、３２、３３、３４が接合されている。

より具体的に説明すると、前述した変形部材２７上には、その長手方向（延在方向）に伸縮する圧電素子３１が接合され、変形部材２８上には、その長手方向（延在方向）に伸縮する圧電素子３２が接合されている。これにより、各変形部材２７、２８を曲げ変形させることができる。
これと同様に、変形部材２９上には、その長手方向（延在方向）に伸縮する圧電素子３３が接合され、変形部材３０上には、その長手方向（延在方向）に伸縮する圧電素子３４が接合されている。これにより、各変形部材２９、３０を曲げ変形させることができる。

このような圧電素子３１、３２、３３、３４は、それぞれ、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）などの圧電材料を主材料として構成された圧電体層と、この圧電体層を挟持する１対の電極とで構成されている。
このような圧電素子３１、３２、３３、３４は、図示しない電源回路に接続されていて、周期的に変化する電圧が印加されるようになっている。これにより、圧電素子３１、３２、３３、３４を伸縮させることができる。

例えば、圧電素子３１、３３と圧電素子３２、３４とに交互に電圧を印加する。かかる電圧としては、交番電流や、間欠的な直流などの周期的に変化するものを用いることができる。
このような周期的に変化する電圧を印加すると、圧電素子３１、３３と圧電素子３２、３４とは、一方が伸張するとともに他方が収縮する。そのため、１対の変形部材２７、８および１対の変形部材２８、３０とは、それぞれ、互いに反対方向に曲げ変形する。
これにより、駆動部材２５、２６が回動中心軸Ｘまわりに回動し、これに伴って、各軸部材２３、２４が捩れ変形して、可動板２２が回動中心軸Ｘまわりに回動（振動）する。

一方、基体２の支持部材２１の下面には、例えばシリコンやガラス等を主材料として構成された支持体４が接合されている。
本実施形態では、支持部材２１の下面に接合された環状をなす第１の部材４１と、この第１の部材４１の下面に接合された板状をなす第２の部材４２とで構成されている。
環状をなす第１の部材４１は、その内側の空間が、基体２の振動系が振動する際、すなわち可動板２２が回動（振動）する際に、第１の部材４１や第２の部材４２に接触するのを防止する逃げ部（空間）を形成する。なお、基体２と第１の部材４１とが一体的に形成されていてもよいし、第２の部材４２の形状等によっては、第１の部材４１を省略することも可能である。
第２の部材４２には、後述する規制機構６のモータ６４が固定されている。

ここで、規制機構（規制手段）６について詳述する。
規制機構６は、可動板２２の変位量を所定範囲内に規制する規制部材（移動部材）６１を有している。
規制部材６１は、可動板２２が所定量以上変位したときに可動板２２に接触して、可動板２２の変位を所定範囲内に規制し得るものである。

特に、規制部材６１は、可動板２２に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態（図２にて実線で示す状態）と、可動板２２に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態（図２にて２点鎖線で示す状態）とをとり得るように変位可能に設けられている。これにより、大きな衝撃を受けたときのような必要時には、第１の状態とすることで可動板２２の過剰な変位（回動）を防止し、使用時には、第２の状態とすることで可動板２２の回動角を大きくすることができる。したがって、可動板２２の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる。

より具体的に説明すると、規制部材６１は、前述した支持部材２１上に設けられた１対の案内部材６５間に設けられている。そして、規制部材６１は、１対の案内部材６５に案内されて、平面視にて可動板２２の回動中心軸Ｘに直角な方向（以下、単に「規制部材６１の変位方向」とも言う。）に変位（移動）可能になっている。
また、規制部材６１は、前述した支持部材２１上に設けられたスペーサ６６の上面に対し摺動可能になっている。このスペーサ６６は、前述したような規制部材６１の変位を許容しつつ、可動板２２の厚さ方向において規制部材６１と可動板２２との離間距離を規定する機能を有する。

このような規制部材６１は、可動板２２に対し上側に位置する上側規制部６１１と、可動板２２に対し下側に位置する下側規制部６１２とを有する。
上側規制部６１１は、平面視にて変位方向での先端（可動板２２側の端）が凹湾曲している（リンク部材６２側を凹とする凹面を有している）。これにより、規制部材６１を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材６１の変位量を小さくすることができる。その結果、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。

そして、規制部材６１は、リンク部材６２を介して回転部材（切換手段）６３に連結されている。
リンク部材６２は、長手形状をなし、その一端部が規制部材６１に回動可能に取り付けられているとともに、他端部が回転部材６３の回転中心軸から偏心した部位に回動可能に取り付けられている。
回転部材６３は、円板状をなし、モータ６４に取り付けられ、モータ６４の作動により回転または回動するようになっている。

以上のように構成された規制機構６にあっては、モータ６４を作動させて回転部材６３を回転させることで、前述したような第１の状態と第２の状態とに切り換えることができる。
第１の状態では、図３に示すように、規制部材６１の上側規制部６１１が可動板２２の上面に対向するとともに、規制部材６１の下側規制部６１２が可動板２２の下面に対向する。すなわち、規制部材６１は、可動板２２に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する。

その際、上側規制部６１１および下側規制部６１２は、それぞれ、平面視にて可動板２２の回動中心軸Ｘに対し片側の部分のみに重なるように位置する。
このような第１の状態では、可動板２２が過剰に変位しようとすると、可動板２２が上側規制部６１１および／または下側規制部６１２に接触する。これにより、可動板２２の過剰変位を防止することができる。その結果、衝撃によるアクチュエータ１の損傷を防止することができる。

一方、第２の状態では、図４に示すように、上側規制部６１１および下側規制部６１２は、それぞれ、可動板２２に対しその平面視にて重ならないように位置する（退避する）。このような第２の状態で、圧電素子３１〜３４（駆動手段）を作動させて可動板２２を回動させることにより、可動板２２の回動角を大きくすることができる。
以上のようにして、可動板２２の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる。

特に、駆動手段の非作動時に規制部材６１を第１の状態とし、駆動手段の作動時に規制部材６１を第２の状態とすることで、駆動手段による可動板２２の回動角を大きくしつつ、運搬時などの大きな衝撃によるアクチュエータ１の損傷を防止することができる。なお、可動板２２に生じる加速度を検知する手段を設け、その加速度が所定値以上となったときに、第１の状態とすることも可能である。これにより、駆動手段の作動時であっても、可動板２２の過剰な変位を防止することができる。加速度を検知する手段としては、特に限定されないが、軸部材２３、２４や変形部材２７〜３０上に設けたピエゾ抵抗素子を好適に用いることができる。

また、規制部材６１を可動板２２の非駆動時の板面に対し平行に変位することで第１の状態と第２の状態とを切り換えるため、規制部材６１を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材６１の変位に必要なスペースを小さくすることができる。その結果、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。
また、規制部材６１を、可動板２２の非駆動時の板面に対し平行で、かつ、可動板２２の回動中心軸Ｘに直角な向に変位させることで、第１の状態と第２の状態とを切り換えるため、規制部材６１を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材６１の変位量を小さくすることができる。その結果、この点でも、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。

また、規制部材６１が第１の状態にて可動板２２の両面のそれぞれに対向するように構成されているため、規制部材６１は第１の状態にて可動板２２の過剰な変位をより確実に防止することができる。
また、可動板２２を平面視したときに、規制部材６１が第１の状態にて可動板２２の回動中心軸Ｘに対し片側の部分のみに重なるように位置しているため、規制部材６１を第１の状態と第２の状態とに切り換える際の規制部材６１の変位量を小さくすることができる。その結果、この点でも、アクチュエータ１の小型化を図ることができる。

また、規制部材６１の可動板２２側の部分は、衝撃吸収性を有する材料で構成されているのが好ましい。これにより、可動板２２が規制部材６１に接触したときに、可動板２２が受ける衝撃を少なくして、アクチュエータ１の損傷をより確実に防止することができる。
衝撃吸収性を有する材料としては、特に限定されないが、例えば、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂、ゴム等が挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。

熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。
ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ、１，２−ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のブタジエン系ゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエン−アクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）等のジエン系特殊ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリル系ゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）等のオレフィン系ゴム、ウレタンゴム（ＡＵ、ＥＵ）等のウレタン系ゴム、、ヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ、ＧＣＯ、ＥＧＣＯ）等のエーテル系ゴム、多硫化ゴム（Ｔ）等のポリスルフィド系ゴム、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＺ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）等の各種ゴムや、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合（ブレンド）して用いることができる。

また、衝撃吸収性を有する材料で構成された部分の表面付近には、金属を主材料として構成された金属膜（薄膜）が形成されているのが好ましい。これにより、可動板２２が規制部材６１に接触したときに、規制部材６１を構成する樹脂等が可動板２２に転写・付着するのを防止することができる。そのため、可動板２２および１対の軸部材２３、２４により構成される振動子の共振周波数などの振動特性が変化してしまうのを防止することができる。また、金属膜の膜厚を薄くすることで、規制部材６１の弾性を損なうことなく、可動板２２への樹脂の付着を防止することができる。
この金属膜の構成材料としては、特に限定されず、各種金属を用いることができるが、例えば、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ等が好適に用いられる。

以上説明したようなアクチュエータ１によれば、大きな衝撃を受けたときのような必要時には、前述した第１の状態とすることで可動板２２の過剰な変位（回動）を防止し、使用時には、前述した第２の状態とすることで可動板２２の回動角を大きくすることができる。したがって、可動板２２の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる。特に、本発明は、規制部材６１を第２の状態とすることで、光反射部２２１を効率よく利用することができる。

＜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中のＡ−Ａ線断面図、図７は、図５に示すアクチュエータに備えられた規制部材の作用を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図５中の紙面に対し手前側を「上」、紙面に対し奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

以下、第２実施形態のアクチュエータについて、前述した第１実施形態のアクチュエータ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。
第２実施形態のアクチュエータ１Ａは、規制部材の構成が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータ１とほぼ同様である。
図５に示すアクチュエータ１Ａは、前述した第１実施形態における規制機構６に代えて、可動板２２の所定量以上の変位を規制する規制機構６Ａを有する。

規制機構６Ａは、平面視にて可動板２２の周方向に並設された複数の規制部材６１Ａを有し、カメラのシャッター機構のような形態をなしている。
これらの規制部材６１Ａは、環状をなすスペーサ６７を介して支持部材２１上に支持されている。
スペーサ６７は、平面視にて可動板２２を囲むように円環状をなしている。このようなスペーサ６７は、可動板２２の厚さ方向における規制部材６１Ａと可動板２２との離間距離を規定する機能を有する。

また、図６に示すように、スペーサ６７には、各軸部材２３、２４に対し離間するように切り欠き部６７１が形成されている。これにより、各軸部材２３、２４とスペーサ５７との接触を防止して、各軸部材２３、２４の円滑な捩れ変形を可能としている。
このようなスペーサ６７の上面には、その周方向に沿って、複数の規制部材６１Ａが取り付けられている。

各規制部材６１Ａは、上下方向（可動板２２の厚さ方向）に延びる軸部６１３まわりに回動可能となっている。
このような各規制部材６１Ａは、図示しない駆動手段により軸部６１３を回動中心として回動することで、可動板２２に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態（図７に示す状態）と、可動板２２に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態（図５に示す状態）とをとり得る。なお、本実施形態では、第１の状態の規制部材６１Ａが平面視にて可動板２２全体を覆うように位置しているが、第１の状態の規制部材６１が平面視にて可動板２２の一部を覆うように位置していてもよい。

このように構成された規制機構６により、大きな衝撃を受けたときのような必要時には、第１の状態とすることで可動板２２の過剰な変位（回動）を防止し、使用時には、第２の状態とすることで可動板２２の回動角を大きくすることができる。したがって、可動板２２の回動角を大きくしつつ、耐衝撃性を向上させることができる。
以上説明したようなアクチュエータ１Ａによっても、前述した第１実施形態のアクチュエータ１と同様の効果を得ることができる。

ここで、以上説明したようなアクチュエータ１、１Ａを光スキャナとして用いた場合について説明する。
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。この場合、光反射部２２１で反射した光を主走査および／または副走査して、対象物上に画像を形成する。本発明の光スキャナを備えた画像形成装置、すなわち、本発明の画像形成装置は、優れた耐衝撃性を有する。

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８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９は、図８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。

図８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８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８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。

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。

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。

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。
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。

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。

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９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。

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２２１）にレーザー光Ｌが照射される。そして、光反射部２２１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２２の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２２１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２２１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。

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１０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１０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。

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２２１）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２２１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、アクチュエータ１の駆動（可動板２２の回動中心軸Ｘまわりの回動）により、光反射部２２１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２２１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。

また、規制部材が第１の状態と第２の状態とをとり得るように変位可能であれば、規制部材の形状、配置、大きさ等も前述したものに限定されない。また、規制部材の数も、前述した実施形態のものに限定されないのは言うまでもない。
また、規制部材を変位させる手段としては、前述したモータに限定されず、例えば、ムービングコイルなどの他の電磁駆動手段などを用いることができる。

また、可動板を回動させる駆動手段は、前述した圧電素子３１〜３４に限定されず、他の圧電駆動方式であってもよいし、静電駆動方式や電磁駆動方式であってもよい。
また、前述した実施形態では、本発明のアクチュエータを光学デバイスに適用した例を説明したが、これに限定されず、例えば、マイクロレゾネータ、ＭＥＭＳ応用のセンサ（圧力、加速度、角速度、姿勢）等の各種振動子などにも本発明のアクチュエータを適用することができる。この場合、可動板上の光反射部を省略することができる。

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１に示すアクチュエータの平面図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示すアクチュエータに備えられた規制部材の作用を説明するための図である。 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５中のＡ−Ａ線断面図である。 図５に示すアクチュエータに備えられた規制部材の作用を説明するための図である。 本発明の画像形成装置（プリンタ）の一例を示す全体構成の模式的断面図である。 図８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。 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。

符号の説明

１、１Ａ……アクチュエータ ２……基体 ２１……支持部材 ２２……可動板 ２２１……光反射部 ２３、２４……軸部材 ２５、２６……駆動部材 ２７、２８、２９、３０……変形部材 ３１、３２、３３、３４……圧電素子 ４……支持体 ４１……第１の部材 ４２……第２の部材 ６、６Ａ……規制機構（規制手段） ６１、６１Ａ……規制部材 ６１１……上側規制部 ６１２……下側規制部 ６１３……軸部 ６２……リンク部材 ６３……回転部材 ６４……モータ ６５……案内部材 ６６……スペーサ ６７……スペーサ ６７１……切り欠き部 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、１９２、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

Claims (12)

1. 光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
   前記可動板を回動可能に支持する１対の軸部材と、
   前記各軸部材の変形を伴って前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を走査する駆動手段と、
   前記可動板が所定量以上変位したときに前記可動板に接触して、前記可動板の変位を所定範囲内に規制し得る少なくとも１つの規制部材とを有し、
   前記規制部材は、前記可動板に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態と、前記可動板に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態とをとり得るように変位可能に設けられ、
   非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態とな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。
2. 前記規制部材は、前記可動板の非走査時の板面に対し平行に変位することで、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り換えるように構成されている請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記規制部材は、前記可動板の非走査時の板面に対し平行で、かつ、前記可動板の回動中心軸に直角な方向に変位することで、前記第１の状態と前記第２の状態とを切り換えるように構成されている請求項２に記載のアクチュエータ。
4. 前記規制部材は、前記第１の状態にて、前記可動板の両面のそれぞれに対向するように構成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
5. 前記規制部材は、前記第１の状態にて、前記可動板を平面視したときに、前記可動板の回動中心軸に対し片側の部分のみに重なるように位置している請求項４に記載のアクチュエータ。
6. 前記規制部材の前記可動板側の部分は、衝撃吸収性を有する材料で構成されている請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記規制部材は、前記可動板に対し上側に位置する上側規制部と、前記可動板に対し下側に位置する下側規制部と、を有し、
   前記上側規制部は、平面視にて前記可動板側の端が凹湾曲している請求項１ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
8. 光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
   前記可動板を回動可能に支持する１対の軸部材と、
   前記各軸部材の変形を伴って前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を走査する駆動手段と、
   前記可動板が所定量以上変位したときに前記可動板に接触して、前記可動板の変位を所定範囲内に規制し得る規制部材とを有し、
   前記規制部材は、前記可動板に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態と、前記可動板に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態とをとり得るように変位可能に設けられ、
   非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態となるように構成されていることを特徴とする光スキャナ。
9. 光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
   前記可動板を回動可能に支持する１対の軸部材と、
   前記各軸部材の変形を伴って前記可動板を回動させることにより、前記光反射部で反射した光を走査して、対象物上に画像を形成する駆動手段と、
   前記可動板が所定量以上変位したときに前記可動板に接触して、前記可動板の変位を所定範囲内に規制し得る規制部材とを有し、
   前記規制部材は、前記可動板に対しその平面視にて重なる部分を有するように位置する第１の状態と、前記可動板に対しその平面視にて重ならないように位置する第２の状態とをとり得るように変位可能に設けられ、
   非走査時に前記規制部材が前記第１の状態となり、走査時に前記規制部材が前記第２の状態とな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。
10. 光を反射する平面部を備える光反射部材と、
    前記光反射部材を回動可能に支持する１対の軸部材と、
    前記光反射部材を可動させる駆動手段と、
    前記光反射部材に対して移動可能な移動部材と、
    前記移動部材を前記平面部と平行な方向に移動させ、第１の状態と第２の状態とに切り換える切換手段と、を有し、
    前記第１の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重なる部分を有する状態であり、
    前記第２の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重ならない状態であり、
    前記切換手段は、非走査時に前記移動部材を前記第１の状態とし、走査時に前記移動部材を前記第２の状態とすることを特徴とするアクチュエータ。
11. 光を反射する平面部を備える光反射部材と、
    前記光反射部材を回動可能に支持する１対の軸部材と、
    前記光反射部材を可動させる駆動手段と、
    前記光反射部材に対して移動可能な移動部材と、
    前記移動部材を前記平面部と平行な方向に移動させ、第１の状態と第２の状態とに切り換える切換手段と、を有し、
    前記第１の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重なる部分を有する状態であり、
    前記第２の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重ならない状態であり、
    前記切換手段は、非走査時に前記移動部材を前記第１の状態とし、走査時に前記移動部材を前記第２の状態とし、
    前記平面部で反射した光を走査することを特徴とする光スキャナ。
12. 光を反射する平面部を備える光反射部材と、
    前記光反射部材を回動可能に支持する１対の軸部材と、
    前記光反射部材を可動させる駆動手段と、
    前記光反射部材に対して移動可能な移動部材と、
    前記移動部材を前記平面部と平行な方向に移動させ、第１の状態と第２の状態とに切り換える切換手段と、を有し、
    前記第１の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重なる部分を有する状態であり、
    前記第２の状態とは、前記平面部の垂直方向において前記光反射部材と前記移動部材とが重ならない状態であり、
    前記切換手段は、非走査時に前記移動部材を前記第１の状態とし、走査時に前記移動部材を前記第２の状態とし、
    前記平面部で反射した光を走査することにより、対象物に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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