JP5810036B2 - 露光装置及び画像形成装置ならびに露光装置の制御方法 - Google Patents
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Description
図1はミラーユニットの第1の実施形態を示す上面図であり、図2は、A−A断面を示す断面図、図3はB−B断面を示す断面図、図4はC−C断面を示す断面図である。ミラーユニット101は、例えば半導体製造技術やMEMS(Micro-Electro-Mechanical-Systems)技術を用いて製造することができる。
λt:境界条件と振動モードによって定まる無次元の係数(1次の場合:λ1=π≒3.14159)、
l :梁の長さ、
G :梁材料のせん断弾性係数(横弾性係数)、
J :ねじり断面2次モーメント(純ねじり定数)、
ρ :梁材料の密度、
Ip:断面2次極モーメント
である。
ε0:真空の誘電率 8.854×10−12[F/m]
b:センサー電極10とGND電極の奥行き方向の長さ
h:センサー電極10とGND電極との初期ギャップ
r:センサー電極10の幅
である。
「環境温度変化や加工バラツキに対するねじり共振周波数補正の実現」、
「複数の駆動(定格)周波数の実現」
ミラー3のミラー振れ角をセンシングしつつ、ミラー3のねじり共振周波数を変化させる際にフィードバックすることができれば、これらの課題を解決することが可能となる。
図21は第2の実施形態に係わるミラーユニットを示す上面図であり、A−A断面、B−B断面、C−C断面は、図2〜図4、と同様である。
図22は第3の実施形態に係わるミラーユニットのねじりバネ5−1の断面を示す断面図であり、図23は同じくミラーユニットのねじりバネ5−1の同一断面積の条件下における、ねじり断面2次モーメント比「J/J0」と断面アスペクト比「w/h」との関係の一例を示す図であり、図24は同じくミラーユニットの第1のアクチュエータ7断面の一例を示す断面図である。
Vact_es:静電アクチュエータの駆動電極への印加電圧
である。
本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
ミラー部を有した可動体と、
第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、
前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、
前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、
前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、
前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、
前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、
前記センサーからの情報を処理し、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの駆動回路の少なくとも1つに制御指令を出力する制御回路と、
前記制御回路が出力する前記制御指令に基づき、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、前記センサーに駆動電圧を供給する駆動部と、
を具備し、
前記駆動部は、前記制御回路が出力する前記制御指令に基づいて少なくとも前記第1のアクチュエータへ印加する駆動電圧を調整して前記可動体の前記振れ角を、目標値の所定の範囲内に保ちながら変化させ、光源からの光を所定方向に変更することを可能とする露光装置。
[C2]
前記第1の領域の前記第4の接続部の前記第二の方向の少なくとも一部の大きさは前記第1の領域の前記第3の接続部の大きさよりも大きい[1]記載の露光装置。
[C3]
前記梁部材の前記第二の方向の大きさがw、前記梁部材の前記第一の方向及び前記第二の方向のそれぞれと直交する第三の方向の大きさがhであるとき、w/hが示す断面アスペクト比が1より大きい[1]または[2]記載の露光装置。
[C4]
前記第1のアクチュエータは、圧電方式により駆動される[1]〜[3]のいずれか1に記載の露光装置。
[C5]
前記第2のアクチュエータは、圧電方式、静電方式、電磁方式のうちの少なくとも2つ以上の方式により駆動される[1]〜[3]のいずれか1に記載の露光装置。
[C6]
前記ミラー部の曲げ振動もしくは前記梁部材の曲げ振動の共振周波数は、前記梁部材のねじり振動の共振周波数に比べて、1.1倍以上大きい周波数とする[1]〜[5]のいずれか1に記載の露光装置。
[C7]
ミラー部を有した可動体と、第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、前記センサーからの情報を処理し、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの駆動回路の少なくとも1つに制御指令を出力する制御回路と、前記制御回路が出力する前記制御指令に基づき、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、前記センサーに駆動電圧を供給する駆動部と、を具備し、前記駆動部は、前記制御回路が出力する前記制御指令に基づいて少なくとも前記第1のアクチュエータへ印加する駆動電圧を調整して前記可動体の前記振れ角を、目標値の所定の範囲内に保ちながら変化させ、光源からの光を所定方向に変更することを可能とする露光装置と、
前記露光装置が偏向する前記光源からの光に対応する潜像を保持する感光体と、
前記感光体が保持する潜像を、トナーにより現像する現像装置と、
を具備する画像形成装置。
[C8]
ミラー部を有した可動体と、第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、前記センサーからの情報を処理し、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの駆動回路の少なくとも1つに制御指令を出力する制御回路と、前記制御回路が出力する前記制御指令に基づき、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、前記センサーに駆動電圧を供給する駆動部と、を具備し、前記駆動部は、前記制御回路が出力する前記制御指令に基づいて少なくとも前記第1のアクチュエータへ印加する駆動電圧を調整して前記可動体の前記振れ角を、目標値の所定の範囲内に保ちながら変化させ、光源からの光を所定方向に変更することを可能とする露光装置の制御方法。
Claims (10)
- ミラー部を有した可動体と、
第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、
前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、
前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、
前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、
前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、
前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、
前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、
を具備し、
前記第1の領域の前記第4の接続部の前記第二の方向の少なくとも一部の大きさは前記第1の領域の前記第3の接続部の大きさよりも大きい露光装置。 - ミラー部を有した可動体と、
第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、
前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、
前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、
前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、
前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、
前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、
前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、
を具備し、
前記梁部材の前記第二の方向の大きさがw、前記梁部材の前記第一の方向及び前記第二の方向のそれぞれと直交する第三の方向の大きさがhであるとき、w/hが示す断面アスペクト比が1より大きい露光装置。 - 前記第1のアクチュエータは、圧電方式により駆動される請求項1または2記載の露光装置。
- 前記第2のアクチュエータは、圧電方式、静電方式、電磁方式のうちの少なくとも2つ以上の方式により駆動される請求項1または2記載の露光装置。
- ミラー部を有した可動体と、
第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、
前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、
前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、
前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、
前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、
前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、
前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、
を具備し、
前記第2のアクチュエータは、圧電方式及び静電方式により同時にもしくは相乗的に駆動する露光装置。 - 前記ミラー部の曲げ振動もしくは前記梁部材の曲げ振動の共振周波数は、前記梁部材のねじり振動の共振周波数に比べて、1.1倍以上大きい周波数とする請求項1〜5のいずれか1に記載の露光装置。
- ミラー部を有した可動体と、第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、を具備し、前記第1の領域の前記第4の接続部の前記第二の方向の少なくとも一部の大きさは前記第1の領域の前記第3の接続部の大きさよりも大きい露光装置と、
前記露光装置が偏向する光源からの光に対応する潜像を保持する感光体と、
前記感光体が保持する潜像を、トナーにより現像する現像装置と、
を具備する画像形成装置。 - ミラー部を有した可動体と、第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、を具備し、前記第1の領域の前記第4の接続部の前記第二の方向の少なくとも一部の大きさは前記第1の領域の前記第3の接続部の大きさよりも大きい露光装置の制御方法。
- ミラー部を有した可動体と、第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、を具備し、前記梁部材の前記第二の方向の大きさがw、前記梁部材の前記第一の方向及び前記第二の方向のそれぞれと直交する第三の方向の大きさがhであるとき、w/hが示す断面アスペクト比が1より大きい露光装置と、
前記露光装置が偏向する光源からの光に対応する潜像を保持する感光体と、
前記感光体が保持する潜像を、トナーにより現像する現像装置と、
を具備する画像形成装置。 - ミラー部を有した可動体と、第一の方向に延びる軸線に沿って設けられる1つの端部である第1の接続部と、前記第1の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる1つの他の端部である第2の接続部とを有し、前記第1の接続部により前記可動体と接続し、前記可動体を、前記軸線を旋回中心として振動するよう、支持する梁部材と、前記第一の方向に延びる前記軸線に沿って設けられ、前記梁部材の前記第2の接続部と接続する第3の接続部と、前記第3の接続部と前記第一の方向の反対側に設けられる第4の接続部とを有し、前記第3の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第一の方向で接続し、前記第4の接続部により周辺枠と接続する第1の領域と、前記第1の領域に設けられ、前記梁部材に前記第一の方向の内部応力を生じさせる第1のアクチュエータと、前記第一の方向と交叉する第二の方向に沿って設けられる第5の接続部と、前記第5の接続部と前記第二の方向の反対側に設けられる第6の接続部とを有し、前記第5の接続部により前記梁部材の前記第2の接続部と前記第二の方向で接続し、前記第6の接続部により前記周辺枠と接続する第2の領域と、前記第2の領域に設けられ、前記梁部材に、前記軸線を旋回中心とするねじりモーメントを生じさせる第2のアクチュエータと、前記第2のアクチュエータが生じさせる前記ねじりモーメントによる前記可動体の前記軸線を旋回中心とする振動の振れ角または振動周波数の少なくとも一つを検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて、前記第1のアクチュエータ、前記第2のアクチュエータ、及び前記センサーの少なくとも1つに駆動電圧を供給する駆動部と、を具備し、前記梁部材の前記第二の方向の大きさがw、前記梁部材の前記第一の方向及び前記第二の方向のそれぞれと直交する第三の方向の大きさがhであるとき、w/hが示す断面アスペクト比が1より大きい露光装置の制御方法。
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