[发明专利]摆动体装置及其制造方法、光学偏转器和图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及摆动体装置及其制造方法、采用该摆动体装置的光学偏转器、以及图像形成装置。

例如，本发明涉及能够实现光学偏转器的技术，其使用可适当应用于图像形成装置的摆动体装置，该图像形成装置是例如通过光线的偏转扫描来投影图像的投影显示器、具有电子照相处理器的激光束打印机、以及数字复印机。

背景技术

至今，利用半导体工艺由晶片制造的微型机械部件已可处理微米数量级，且通过采用这些部件，已可实现各种微型机械部件。

例如，作为使利用此技术形成的可动元件(摆动板)扭转振动并利用该可动元件(摆动板)的共振现象的致动器(摆动体装置)，已提出各种提案。

特别的，与采用诸如传统多面镜一类旋转多面镜的光学扫描光学系统相比，作为光学反射器的反射面设在此可动元件(摆动板)上并利用该可动元件(摆动板)的共振现象来进行光学扫描的光学反射器具有以下优点。

也就是说，提供可使光学反射器小型化、可使利用半导体工艺制造的由单晶硅构成的光学反射器在理论上无任何金属疲劳且耐用性优良、以及可使能耗小等特征。

特别的，由于在可动元件(振动板)的扭转振动的固有振动模式的频率附近驱动光学反射器，所以能够实现低能耗。

然而，一方面，在利用此共振现象的光学反射器中，由于制造过程中导致的尺寸误差等，作为各致动器之间的固有振动模式的频率的共振频率产生变化。

结果，由于各致动器之间的共振频率的这种变化是不希望的，所以有必要调整共振频率。

当使用致动器时，若作为操作(驱动)频率的基准频率被设定为预定值，则固有振动模式的频率与基准频率之间产生不一致。

结果，在由此致动器构成的光学偏转器中，固有振动模式的频率与基准频率的不一致使可动元件的摆角变化。在电子照相处理装置例如采用光学反射器的激光束打印机中，激光束被扫描到感光部件上，从而形成图像。

结果，为稳定图像的纵横比并抑制图像的恶化，有必要调整光学反射器的共振频率至预定值，以在使光学偏转器内的可动元件对应于感光部件的转速时消除该可动元件的摆角的变化。

迄今为止，作为如上所述的可调整共振频率的致动器，日本专利申请文献特开No.2002-040355已公开了以下平面式电流镜。

在此技术中，如图9所示，采用质量负载部1001和1002形成在可动板两端的平面式电流镜，该可动板具有可摆动地弹性支承在扭转轴线110上的反射面和线圈。

通过利用激光束辐射此电流镜的质量负载部1001和1002，除去质量并调整惯性力矩，从而把频率设定为预定值。

日本专利申请文献特开No.2004-219889公开了一种可利用树脂在反射镜基板(微型摆动板)上涂覆质量片并调整共振频率的摆动镜。

如上所述，在利用共振现象的致动器中，由于当试图降低能耗时希望在固有振动模式的频率附近驱动可动元件(摆动板)，所以有必要调整共振频率。

另外，在采用由此致动器构成的光学偏转器的图像形成装置中，为稳定图像的纵横比并抑制图像质量的恶化，有必要调整光学反射器的共振频率至预定值。

然而，在上述传统例中，调整这些共振频率至预定值会产生以下问题。

在日本专利申请文献特开No.2002-040355中，利用树脂涂覆反射镜表面会增大惯性力矩，由此调整共振频率。

另外，利用激光器除去反射镜的一部分质量会减小惯性力矩，由此调整共振频率。在任一情况下，当高精度地调整共振频率时，都需要树脂涂覆位置具有高精度。

这是因为在如上所述的利用树脂或者激光加工除去反射镜的一部分来调整共振频率的方法中，即便加工位置略微地移动(偏移)，也会产生以下问题。

也就是说，当反射镜在树脂(或者除去位置)相对于摆动轴线中心偏移的状态下摆动时，在树脂质量(或者除去质量)大的情况下，产生由该偏移导致的惯性力矩，从而有时恶化反射镜的摆动特性。

另外，在日本专利申请文献特开No.2004-219889中，通过以转轴为对象在反射镜表面进行涂覆来增大惯性力矩并调整共振频率。

与如上所述相类似的，在此情况下，当高精度地调整共振频率时，要求各个树脂涂覆位置具有高精度。

如上所述，在传统装置中，要求装置具有高定位精度，这导致例如装置复杂化和加工应答性降低的问题。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种在调整共振频率时可以简单的构造和较低的成本高精度地调整摆动板质量的摆动体装置及其制造方法、以及采用该摆动体装置的光学偏转器和图像形成装置。

发明内容