專利名稱：擺動(dòng)體裝置及其制造方法、光學(xué)偏轉(zhuǎn)器和圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擺動(dòng)體裝置及其制造方法、采用該擺動(dòng)體裝置的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器、以及圖
像形成裝置。 例如，本發(fā)明涉及能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)偏轉(zhuǎn)器的技術(shù)，其使用可適當(dāng)應(yīng)用于圖像形成裝 置的擺動(dòng)體裝置，該圖像形成裝置是例如通過光線的偏轉(zhuǎn)掃描來投影圖像的投影顯示器、 具有電子照相處理器的激光束打印機(jī)、以及數(shù)字復(fù)印機(jī)。
背景技術(shù)：
至今，利用半導(dǎo)體工藝由晶片制造的微型機(jī)械部件已可處理微米數(shù)量級(jí)，且通過 采用這些部件，已可實(shí)現(xiàn)各種微型機(jī)械部件。 例如，作為使利用此技術(shù)形成的可動(dòng)元件(擺動(dòng)板)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)并利用該可動(dòng)元件 (擺動(dòng)板)的共振現(xiàn)象的致動(dòng)器(擺動(dòng)體裝置)，已提出各種提案。 特別的，與采用諸如傳統(tǒng)多面鏡一類旋轉(zhuǎn)多面鏡的光學(xué)掃描光學(xué)系統(tǒng)相比，作為 光學(xué)反射器的反射面設(shè)在此可動(dòng)元件(擺動(dòng)板)上并利用該可動(dòng)元件(擺動(dòng)板)的共振現(xiàn) 象來進(jìn)行光學(xué)掃描的光學(xué)反射器具有以下優(yōu)點(diǎn)。 也就是說，提供可使光學(xué)反射器小型化、可使利用半導(dǎo)體工藝制造的由單晶硅構(gòu)
成的光學(xué)反射器在理論上無任何金屬疲勞且耐用性優(yōu)良、以及可使能耗小等特征。 特別的，由于在可動(dòng)元件(振動(dòng)板)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有振動(dòng)模式的頻率附近驅(qū)動(dòng)
光學(xué)反射器，所以能夠?qū)崿F(xiàn)低能耗。 然而，一方面，在利用此共振現(xiàn)象的光學(xué)反射器中，由于制造過程中導(dǎo)致的尺寸誤 差等，作為各致動(dòng)器之間的固有振動(dòng)模式的頻率的共振頻率產(chǎn)生變化。 結(jié)果，由于各致動(dòng)器之間的共振頻率的這種變化是不希望的，所以有必要調(diào)整共 振頻率。 當(dāng)使用致動(dòng)器時(shí)，若作為操作(驅(qū)動(dòng))頻率的基準(zhǔn)頻率被設(shè)定為預(yù)定值，則固有振 動(dòng)模式的頻率與基準(zhǔn)頻率之間產(chǎn)生不一致。 結(jié)果，在由此致動(dòng)器構(gòu)成的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器中，固有振動(dòng)模式的頻率與基準(zhǔn)頻率的不 一致使可動(dòng)元件的擺角變化。在電子照相處理裝置例如采用光學(xué)反射器的激光束打印機(jī) 中，激光束被掃描到感光部件上，從而形成圖像。 結(jié)果，為穩(wěn)定圖像的縱橫比并抑制圖像的惡化，有必要調(diào)整光學(xué)反射器的共振頻 率至預(yù)定值，以在使光學(xué)偏轉(zhuǎn)器內(nèi)的可動(dòng)元件對(duì)應(yīng)于感光部件的轉(zhuǎn)速時(shí)消除該可動(dòng)元件的 擺角的變化。 迄今為止，作為如上所述的可調(diào)整共振頻率的致動(dòng)器，日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)特開 No. 2002-040355已公開了以下平面式電流鏡。 在此技術(shù)中，如圖9所示，采用質(zhì)量負(fù)載部1001和1002形成在可動(dòng)板兩端的平面
式電流鏡，該可動(dòng)板具有可擺動(dòng)地彈性支承在扭轉(zhuǎn)軸線110上的反射面和線圈。 通過利用激光束輻射此電流鏡的質(zhì)量負(fù)載部1001和1002，除去質(zhì)量并調(diào)整慣性力矩，從而把頻率設(shè)定為預(yù)定值。 日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)特開No. 2004-219889公開了一種可利用樹脂在反射鏡基板 (微型擺動(dòng)板)上涂覆質(zhì)量片并調(diào)整共振頻率的擺動(dòng)鏡。 如上所述，在利用共振現(xiàn)象的致動(dòng)器中，由于當(dāng)試圖降低能耗時(shí)希望在固有振動(dòng) 模式的頻率附近驅(qū)動(dòng)可動(dòng)元件(擺動(dòng)板)，所以有必要調(diào)整共振頻率。 另外，在采用由此致動(dòng)器構(gòu)成的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器的圖像形成裝置中，為穩(wěn)定圖像的縱
橫比并抑制圖像質(zhì)量的惡化，有必要調(diào)整光學(xué)反射器的共振頻率至預(yù)定值。 然而，在上述傳統(tǒng)例中，調(diào)整這些共振頻率至預(yù)定值會(huì)產(chǎn)生以下問題。 在日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)特開No. 2002-040355中，利用樹脂涂覆反射鏡表面會(huì)增大
慣性力矩，由此調(diào)整共振頻率。 另外，利用激光器除去反射鏡的一部分質(zhì)量會(huì)減小慣性力矩，由此調(diào)整共振頻率。 在任一情況下，當(dāng)高精度地調(diào)整共振頻率時(shí)，都需要樹脂涂覆位置具有高精度。
這是因?yàn)樵谌缟纤龅睦脴渲蛘呒す饧庸こシ瓷溏R的一部分來調(diào)整共振 頻率的方法中，即便加工位置略微地移動(dòng)(偏移)，也會(huì)產(chǎn)生以下問題。 也就是說，當(dāng)反射鏡在樹脂(或者除去位置)相對(duì)于擺動(dòng)軸線中心偏移的狀態(tài)下 擺動(dòng)時(shí)，在樹脂質(zhì)量(或者除去質(zhì)量)大的情況下，產(chǎn)生由該偏移導(dǎo)致的慣性力矩，從而有 時(shí)惡化反射鏡的擺動(dòng)特性。 另外，在日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)特開No. 2004-219889中，通過以轉(zhuǎn)軸為對(duì)象在反射鏡 表面進(jìn)行涂覆來增大慣性力矩并調(diào)整共振頻率。 與如上所述相類似的，在此情況下，當(dāng)高精度地調(diào)整共振頻率時(shí)，要求各個(gè)樹脂涂 覆位置具有高精度。 如上所述，在傳統(tǒng)裝置中，要求裝置具有高定位精度，這導(dǎo)致例如裝置復(fù)雜化和加 工應(yīng)答性降低的問題。 考慮到上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在調(diào)整共振頻率時(shí)可以簡(jiǎn)單的構(gòu)造和 較低的成本高精度地調(diào)整擺動(dòng)板質(zhì)量的擺動(dòng)體裝置及其制造方法、以及采用該擺動(dòng)體裝置 的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器和圖像形成裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種擺動(dòng)體裝置及其制造方法、采用該擺動(dòng)體裝置的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器、以 及圖像形成裝置，它們被如下構(gòu)造。 本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置是這樣一種擺動(dòng)體裝置，其包括利用支承部能擺動(dòng)地支承在 固定部上的擺動(dòng)板，所述擺動(dòng)體裝置以共振頻率繞所述扭轉(zhuǎn)軸線驅(qū)動(dòng)所述擺動(dòng)板，其中，所 述擺動(dòng)板具有形成用于調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)量的槽部的區(qū)域，且所述共振頻率被構(gòu)造成能 通過在所述區(qū)域內(nèi)形成所述槽部來調(diào)整。另外，在本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置中，該擺動(dòng)板包括這 樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用第一擺動(dòng)板和第二擺動(dòng)板具有繞所述扭轉(zhuǎn)軸線的至少兩種固有振 動(dòng)模式的頻率，以及所述槽部被構(gòu)造成能形成在所述第一擺動(dòng)板和所述第二擺動(dòng)板中至少 一者的形成槽部的區(qū)域內(nèi)。 另外，在本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置中，擺動(dòng)板包括與所述擺動(dòng)板連接且在平行于所述 扭轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸的延伸部，所述延伸部的一部分被能切斷以能夠調(diào)整所述擺動(dòng)板
5的質(zhì)量，以及形成所述槽部的所述區(qū)域?yàn)樗鰯[動(dòng)板或所述延伸部的正面和背面中至少一者。 另外，在本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置中，槽部被形成為在垂直于扭轉(zhuǎn)軸線的方向上從擺 動(dòng)板或延伸部的一邊至另一邊橫過該擺動(dòng)板或延伸部。 另外，本發(fā)明的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器的特征在于包括上述任一擺動(dòng)體裝置和設(shè)在該擺動(dòng)體 裝置的擺動(dòng)板上的光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件。 另外，本發(fā)明的圖像形成裝置的特征在于包括光源、感光部件和光學(xué)偏轉(zhuǎn)器，來自 光源的光線利用光學(xué)偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)，且該光線的至少一部分被允許入射在感光部件上。
另外，本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置的制造方法是這樣一種制造方法，其包括利用支承部 能繞扭轉(zhuǎn)軸線擺動(dòng)地支承在固定部上的擺動(dòng)板，所述擺動(dòng)體裝置以共振頻率繞所述扭轉(zhuǎn)軸 線驅(qū)動(dòng)所述擺動(dòng)板，其特征在于，在所述擺動(dòng)板的區(qū)域內(nèi)形成槽部，以調(diào)整所述擺動(dòng)板的共 振頻率，并且包括通過形成槽部來調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)量的步驟。 另外，本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置的制造方法在調(diào)整擺動(dòng)板的質(zhì)量時(shí)，以第一擺動(dòng)板和 第二擺動(dòng)板作為擺動(dòng)板形成具有繞扭轉(zhuǎn)軸線的至少兩種固有振動(dòng)模式的頻率的結(jié)構(gòu)，其 中，在第一擺動(dòng)板和第二擺動(dòng)板中至少一者的區(qū)域內(nèi)形成槽部。 另外，本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置的制造方法在調(diào)整擺動(dòng)板的質(zhì)量時(shí)形成與擺動(dòng)板連接 且在平行于扭轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸的延伸部作為擺動(dòng)板，且特征在于執(zhí)行以下第一和第二 步驟兩者或者僅執(zhí)行第二步驟，在該第一步驟中，通過切斷延伸部的一部分來調(diào)整擺動(dòng)板 的質(zhì)量，在該第二步驟中，通過在擺動(dòng)板或延伸部的正面和背面中的至少一者內(nèi)形成槽部 來調(diào)整擺動(dòng)板的質(zhì)量。 另外，本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置的制造方法的特征在于，當(dāng)調(diào)整擺動(dòng)板的共振頻率時(shí) 檢測(cè)擺動(dòng)板繞扭轉(zhuǎn)軸線的固有振動(dòng)模式的頻率，并且，基于所檢得的頻率與預(yù)定共振頻率 之間的差異決定擺動(dòng)板的慣性力矩的調(diào)整量。 另外，本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置的制造方法的特征在于，基于擺動(dòng)板的慣性力矩的調(diào) 整量，決定槽部的寬度、深度和數(shù)量中至少一者。 另外，在本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置的制造方法中，利用激光束通過輻射在垂直于扭轉(zhuǎn)
軸線的方向上從擺動(dòng)板或延伸部的一邊至另一邊橫過該擺動(dòng)板或延伸部形成槽部。 依據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)在調(diào)整共振頻率時(shí)利用簡(jiǎn)單的構(gòu)造、低成本和高精度調(diào)整
擺動(dòng)板質(zhì)量的擺動(dòng)體裝置及其制造方法、采用該擺動(dòng)體裝置的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器、以及圖像形成裝置。 由以下參照附圖對(duì)示范實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是說明本發(fā)明實(shí)施例中的擺動(dòng)體裝置的構(gòu)造的示圖。 圖2A和2B是用于說明本發(fā)明實(shí)施例中、在擺動(dòng)板內(nèi)形成慣性力矩可調(diào)整的槽部 的步驟的示圖；圖2A是表示在擺動(dòng)板內(nèi)形成線性槽部的構(gòu)造的示圖，以及圖2B是沿圖2A 的線2B-2B切割的剖視圖。 圖3是說明在比較例中除去擺動(dòng)板的特定部分的質(zhì)量的情況的示圖。 圖4是說明在本發(fā)明實(shí)施例中、在擺動(dòng)板內(nèi)形成槽部的方法的一個(gè)例子的示圖。
圖5是說明在本發(fā)明第一實(shí)施例中的擺動(dòng)裝置及其制造方法的示圖。 圖6是說明在本發(fā)明第二實(shí)施例中的擺動(dòng)裝置及其制造方法的示圖。 圖7是說明在本發(fā)明第二實(shí)施例中的正弦波振動(dòng)和大致鋸齒形波振動(dòng)的軌跡的示圖。 圖8是說明本發(fā)明第三實(shí)施例中的圖像形成裝置的示圖。 圖9是說明作為傳統(tǒng)例的日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)特開No. 2002-040355中的平面式電 流鏡的示圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將依據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。 接著，將說明依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置及其制造方法。
圖1是說明依據(jù)本實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置的構(gòu)造的示圖。 圖1中，參考數(shù)字100指示擺動(dòng)體裝置，數(shù)字101指示擺動(dòng)板，數(shù)字102指示彈性 支承部，數(shù)字103指示固定部，以及數(shù)字104指示永久磁鐵。 在本實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置中，擺動(dòng)板101由彈性支承部102支承在固定部103上。 擺動(dòng)板101具有與扭轉(zhuǎn)軸線110平行的邊101a和101b。 彈性支承部102以軸線110為中心彈性地且可扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)地支承擺動(dòng)板101 。 擺動(dòng)體裝置100具有繞扭轉(zhuǎn)軸線110扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)的固有振動(dòng)模式。 其頻率f用以下公式表示。
/ = i/(2.7T)'V^77 (公式i) 其中，k指示彈性支承部102繞扭轉(zhuǎn)軸線110的扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)，I指示擺動(dòng)板101
繞扭轉(zhuǎn)軸線110的慣性力矩。 另外，擺動(dòng)板101提供有永久磁鐵104。 永久磁鐵104沿圖中縱向磁化。利用未表示的電磁線圈施加交流磁場(chǎng)，從而能夠 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 通過把交流磁場(chǎng)的頻率設(shè)置在固有振動(dòng)模式的頻率f附近，能夠執(zhí)行利用共振現(xiàn) 象的擺動(dòng)。 當(dāng)制造如上所述的擺動(dòng)體裝置時(shí)，通過利用以下方法調(diào)整慣性力矩，可高精度地 調(diào)整固有振動(dòng)模式的頻率。 首先，驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)體裝置100，并檢測(cè)固有振動(dòng)模式的頻率f。 作為頻率f的檢測(cè)方法，例如，搜尋被施加給電磁線圈的交流磁場(chǎng)的頻率，并利用 驅(qū)動(dòng)波形檢測(cè)單元檢測(cè)沿?cái)[動(dòng)體裝置100的扭轉(zhuǎn)方向的振動(dòng)的振幅，將振幅變成最大的交 流磁場(chǎng)的頻率作為固有振動(dòng)模式的頻率f等。 從利用此測(cè)量單元測(cè)得的固有振動(dòng)模式的頻率與調(diào)整目標(biāo)值之間的差異，使用公 式(1)的關(guān)系計(jì)算必要的慣性力矩調(diào)整量。 基于如上所述算得的擺動(dòng)板的慣性力矩的調(diào)整量，決定槽部的寬度、槽部的深度 和槽部的數(shù)量中的至少任一者，并在擺動(dòng)板的區(qū)域內(nèi)如下形成其慣性力矩變得可調(diào)整的槽 部。 圖2A和2B是用于說明在擺動(dòng)板內(nèi)形成其慣性力矩變得可調(diào)整的槽部的步驟的示圖。 圖2A是表示在擺動(dòng)板內(nèi)形成線性槽部的構(gòu)造的示圖，圖2B是沿圖2A的線2B-2B 切割的剖視圖。 在本實(shí)施例中，沿著與扭轉(zhuǎn)軸線垂直的方向從擺動(dòng)板的一邊至另一邊形成槽部。
具體的，如圖2所示，從與擺動(dòng)板101的扭轉(zhuǎn)軸線110平行的一邊101a至另一邊 101b，使用加工用激光束通過輻射形成線性槽部105。 特別的，當(dāng)擺動(dòng)體裝置100由半導(dǎo)體制造加工制成時(shí)，其形狀可被制造得具有極 高的精度例如± 1 P m或更小，因此通過從邊101a至邊101b連續(xù)地執(zhí)行加工，能夠?qū)崿F(xiàn)慣 性力矩的高精度調(diào)整。 作為比較例，將說明如圖3所示的擺動(dòng)板的特定部分106的質(zhì)量被除去的情況。
擺動(dòng)板101繞扭轉(zhuǎn)軸線110的慣性力矩的調(diào)整量It如下表示。
It = m L2 (公式2) 其中，m是除去量，L是扭轉(zhuǎn)軸線110與除去部分的重心之間的距離。 如公式(2)所示，由于慣性力矩的調(diào)整量It與距離L的平方成正比，所以當(dāng)試圖
高精度地調(diào)整慣性力矩時(shí)，需要極高精度地調(diào)整加工部位。 也就是說，必須嚴(yán)格地控制使加工用激光束偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)器的精度以及用于移動(dòng)擺 動(dòng)體裝置的工作臺(tái)的精度，于是加工裝置的昂貴成本以及加工速度的降低將不可避免。
接著，將說明在本實(shí)施例中、在擺動(dòng)板101內(nèi)形成槽部的方法的一個(gè)例子。
圖4是說明此方法的示圖。 擺動(dòng)體裝置100安裝在工作臺(tái)401上。激光源402被安裝成使加工用激光束403 聚焦在擺動(dòng)板101上且該擺動(dòng)板101由工作臺(tái)401朝箭頭方向移動(dòng)，以便能夠從該擺動(dòng)板 101的邊101a至邊101b連續(xù)地形成槽部。 加工的慣性力矩使邊101a和邊101b平行于擺動(dòng)板101的扭轉(zhuǎn)軸線110。
因此，慣性力矩不受工作臺(tái)在紙面垂直方向上的位置誤差的影響，且由于從擺動(dòng) 板101的一邊至另一邊加工，所以也不受工作臺(tái)401在移動(dòng)方向上的位置誤差的影響。
結(jié)果，慣性力矩的調(diào)整精度僅對(duì)擺動(dòng)板101的形狀精度敏感，而不依賴于工作臺(tái) 401的位置精度。 因此，可采用低精度和高速驅(qū)動(dòng)的工作臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的低價(jià)格和加工速度的 提高。盡管已利用工作臺(tái)執(zhí)行加工位置的移動(dòng)，但即便在利用光學(xué)偏轉(zhuǎn)器等來掃描加工用 激光束403的情況下，也能夠獲得相同的效果。 如上所述，依據(jù)本實(shí)施例，利用不依賴于加工裝置的位置精度的加工，在擺動(dòng)板內(nèi)
形成慣性力矩可調(diào)整的槽部，從而能夠高精度地調(diào)整固有振動(dòng)模式的頻率。 另外，在此擺動(dòng)體裝置的擺動(dòng)板上設(shè)置作為光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件的反射面，以便此擺動(dòng)
體裝置用作光學(xué)偏轉(zhuǎn)器。 另外，可構(gòu)造包括此光學(xué)偏轉(zhuǎn)器、光源和感光部件、利用該光學(xué)偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)來自光
源的光線并允許該光線的至少一部分入射在感光部件上的圖像形成裝置。(實(shí)施例) 以下將說明本發(fā)明的實(shí)施例。
(第一實(shí)施例)
在第一實(shí)施例中，將說明采用本發(fā)明構(gòu)造的擺動(dòng)體裝置及其制造方法的構(gòu)造例。
圖5是說明本實(shí)施例中的擺動(dòng)體裝置及其制造方法的示圖。 圖5中，與圖1所示實(shí)施例相同的構(gòu)造采用相同的參考數(shù)字，因此將省略對(duì)共同部件的說明。 圖5中，參考數(shù)字500指示擺動(dòng)體裝置，數(shù)字501和502指示延伸部。 在本實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置500中，擺動(dòng)板101的厚度為300 y m，沿扭轉(zhuǎn)軸線110方
向的長(zhǎng)度為lmm，且寬3mm。 擺動(dòng)板101包括延伸部501和502。 這些延伸部501和502如圖5所示包括延伸部，在把扭轉(zhuǎn)軸線110夾于其間的對(duì)稱位置處與擺動(dòng)板101連接且沿著平行于該扭轉(zhuǎn)軸線的方向延伸，該延伸部的一部分被切斷以使擺動(dòng)板的質(zhì)量可調(diào)整。 槽部被構(gòu)造成可形成在延伸部的表面或背面中的至少一者上。 擺動(dòng)板101、彈性支承部102和固定部103利用干式蝕刻通過蝕刻單晶硅而形成。 擺動(dòng)體裝置500包括繞扭轉(zhuǎn)軸線110扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有振動(dòng)模式。 其頻率f用在上述實(shí)施例中說明的公式(1)表示。 由于彈簧常數(shù)K和慣性力矩I隨制造變化和環(huán)境變化而改變，因此所制得擺動(dòng)體裝置的頻率f與預(yù)定目標(biāo)頻率之間產(chǎn)生誤差。 因此，當(dāng)制造擺動(dòng)體裝置時(shí)，調(diào)整慣性力矩，從而能夠高精度地調(diào)整固有振動(dòng)模式的頻率。 首先，測(cè)量固有振動(dòng)模式的頻率，并由所測(cè)得頻率與調(diào)整目標(biāo)值之間的差異，使用公式(1)的關(guān)系計(jì)算必要的慣性力矩調(diào)整量。 依據(jù)算得的慣性力矩調(diào)整量，通過以下兩個(gè)工序調(diào)整擺動(dòng)板的頻率。 此兩個(gè)工序包括切斷延伸部的第一工序和從該延伸部的一邊至另一邊連續(xù)地形
成線性槽部的第二工序。 在第一工序中，依據(jù)慣性力矩調(diào)整量控制延伸部的切斷位置。 也就是說，當(dāng)調(diào)整量大時(shí)，使圖中的切斷距離L短，而當(dāng)調(diào)整量小時(shí)，使圖中的切斷距離L長(zhǎng)。 在本實(shí)施例中，盡管切斷距離以擺動(dòng)板的重心G為基準(zhǔn)，但也可取端部、定位標(biāo)記等作為基準(zhǔn)。 優(yōu)選的，希望切斷相對(duì)于扭轉(zhuǎn)軸線IIO對(duì)稱設(shè)置的兩延伸部，但也可切斷兩延伸部中的任一者。 與后述的第二工序相比，通過切斷延伸部，可較大量地調(diào)整慣性力矩。 在第二工序中，依據(jù)慣性力矩調(diào)整量，控制從延伸部的一邊起在邊上連續(xù)形成的
線性槽部的寬度t。 也就是說，當(dāng)調(diào)整量大時(shí)，使圖中的槽寬度t寬，而當(dāng)調(diào)整量小時(shí)，使圖中的槽寬
度t窄。 在本實(shí)施例中，盡管槽寬度被調(diào)整，但也可調(diào)整槽深度或槽數(shù)量。 通過利用干式蝕刻以突入形狀高精度地形成槽部，可以高精度地調(diào)整慣性力矩。 通過執(zhí)行第一工序和第二工序或者僅執(zhí)行第二工序，能夠高精度且迅速地調(diào)整擺動(dòng)體裝置500的頻率。
(第二實(shí)施例) 在第二實(shí)施例中，將說明不同于第一實(shí)施例的一種實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置及其制造方法。 圖6是說明本實(shí)施例中的擺動(dòng)體裝置及其制造方法的示圖。 圖6中，參考數(shù)字601指示第一擺動(dòng)板，數(shù)字602指示第二擺動(dòng)板，數(shù)字611指示第一彈性支承部，數(shù)字612指示第二彈性支承部。 本實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置600具有這樣一種結(jié)構(gòu)，其中，由于第一擺動(dòng)板和第二擺動(dòng)板，擺動(dòng)板包括繞扭轉(zhuǎn)軸線的至少兩個(gè)固有振動(dòng)模式的頻率。 具體的，擺動(dòng)體裝置包括第一擺動(dòng)板601、第二擺動(dòng)板602、第一彈性支承部611、第二彈性支承部612和固定部620。 這里，第一擺動(dòng)板601的厚度為300iim，沿扭轉(zhuǎn)軸線IIO方向的長(zhǎng)度為lmm，且寬3mm。 另外，第二擺動(dòng)板602的厚度為300iim，沿扭轉(zhuǎn)軸線110方向的長(zhǎng)度為2mm，且寬6mm。 擺動(dòng)板包括延伸部603， 604， 605和606，該延伸部通過把扭轉(zhuǎn)軸線110夾于其間在如所示的對(duì)稱位置與擺動(dòng)板601和602連接。 所有延伸部都被形成為在與扭轉(zhuǎn)軸線110平行的方向上延伸。 第一擺動(dòng)板601和第二擺動(dòng)板602由第一彈性支承部611可扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)地連接，第
二擺動(dòng)板602由第二彈性支承部612可扭轉(zhuǎn)擺動(dòng)地與固定部620連接。 擺動(dòng)板、彈性支承部和固定部利用干式蝕刻通過蝕刻單晶硅而形成。 擺動(dòng)體裝置600具有繞扭轉(zhuǎn)軸線110的兩種固有模式的頻率fl和f2。 擺動(dòng)體裝置通過施加包括兩種固有模式的驅(qū)動(dòng)力可實(shí)現(xiàn)使兩正弦波合成的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。 特別的，當(dāng)fl和f2處于兩倍關(guān)系時(shí)，通過調(diào)整兩正弦振動(dòng)701和702的振幅，可實(shí)現(xiàn)如圖7所示的大致鋸齒形波振動(dòng)703。 與正弦波相比，大致鋸齒形波振動(dòng)703能夠大幅地設(shè)定角速度基本恒定的區(qū)域，并能夠擴(kuò)大相對(duì)于整個(gè)偏轉(zhuǎn)掃描的可用區(qū)域。 另一方面，為獲得如上所述的合成波形，有必要高精度地調(diào)整擺動(dòng)體裝置的兩個(gè)固有模式的頻率fl和f2。 —般，包括兩個(gè)擺動(dòng)板和兩個(gè)彈性支承部的振動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)固有振動(dòng)模式的頻率fl和f2用以下公式(3)表示。 | /2W +瓜2 + /2A2 - V^/1爐A2 + (/1A:2 + /2(W + *2))2 f2—卩2W + + /2A:2 + V^i7l/2A:1A2 + (/U2 + /2(W + A:^^/,、式(3)—"\( 8/1/2"2 其中，kl和k2指示第一彈性支承部611和第二彈性支承部612繞扭轉(zhuǎn)軸線110的扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)，符號(hào)II和12指示第一擺動(dòng)板601和第二擺動(dòng)板602繞扭轉(zhuǎn)軸線110的慣性力矩。
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由于彈簧常數(shù)K和慣性力矩I隨制造變化和環(huán)境變化而改變，因此所制得的擺動(dòng)體裝置的頻率f與預(yù)定目標(biāo)頻率之間產(chǎn)生誤差。 因此，在制造擺動(dòng)體裝置時(shí)利用以下方法調(diào)整慣性力矩，以便能夠高精度地調(diào)整固有振動(dòng)模式的頻率。 首先，測(cè)量固有振動(dòng)模式的頻率，并由所測(cè)得頻率與調(diào)整目標(biāo)值之間的差異，使用公式(3)的關(guān)系計(jì)算第一擺動(dòng)板601和第二擺動(dòng)板602各自必要的慣性力矩調(diào)整量。
依據(jù)算得的慣性力矩調(diào)整量，通過以下兩個(gè)工序調(diào)整第一擺動(dòng)板601和第二擺動(dòng)板602各自的慣性力矩，從而調(diào)整擺動(dòng)體裝置600的頻率fl和f2。 此兩個(gè)工序包括切斷延伸部的第一工序和從該延伸部的一邊至另一邊連續(xù)地形成線性槽部的第二工序。 在第一工序中，依據(jù)慣性力矩調(diào)整量控制延伸部的切斷位置。 也就是說，當(dāng)?shù)谝粩[動(dòng)板的調(diào)整量大時(shí)，使圖中的切斷距離L1短，而當(dāng)調(diào)整量小時(shí)，使圖中的切斷距離L1長(zhǎng)；以及當(dāng)?shù)诙[動(dòng)板的調(diào)整量大時(shí)，使圖中的切斷距離L2短，而當(dāng)調(diào)整量小時(shí)，使圖中的切斷距離L2長(zhǎng)。 在本實(shí)施例中，盡管以擺動(dòng)板的重心為基準(zhǔn)，但也可取端部和定位標(biāo)記作為基準(zhǔn)。
優(yōu)選的，希望切斷相對(duì)于扭轉(zhuǎn)軸線IIO對(duì)稱設(shè)置的兩延伸部，但也可切斷兩延伸部中的任一者。 與后述的第二工序相比，通過切斷延伸部，可較大量地調(diào)整慣性力矩。 在第二工序中，依據(jù)慣性力矩調(diào)整量，控制從延伸部起在一邊上連續(xù)形成的線性
槽部的寬度t。 也就是說，當(dāng)調(diào)整量大時(shí)，使圖中的槽寬度t寬，而當(dāng)調(diào)整量小時(shí)，使圖中的槽寬
度t窄。 在本實(shí)施例中，盡管槽寬度被調(diào)整，但也可調(diào)整槽深度或槽數(shù)量。 通過利用干式蝕刻以突入形狀高精度地形成槽部，可以高精度地調(diào)整慣性力矩。 通過執(zhí)行第一工序和第二工序兩者或者僅執(zhí)行第二工序，能夠高精度且迅速地調(diào)
整擺動(dòng)體裝置600的頻率。(第三實(shí)施例) 在第三實(shí)施例中，將說明采用本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置構(gòu)成的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器的圖像形成裝置的構(gòu)造例。 圖8是說明本實(shí)施例中的圖像形成裝置的構(gòu)造例的示意斜視圖。 在圖8所示實(shí)施例的圖像形成裝置中，參考數(shù)字803指示采用本發(fā)明的擺動(dòng)體裝
置構(gòu)成的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器。在本實(shí)施例中，入射光被一維掃描。 數(shù)字801指示激光源，數(shù)字802指示透鏡或者透鏡組，數(shù)字804指示寫入透鏡或者透鏡組，以及數(shù)字805指示呈鼓形的感光部件。 從激光源801發(fā)出的激光受到與光線的偏轉(zhuǎn)掃描定時(shí)有關(guān)的預(yù)定強(qiáng)度調(diào)制。
此經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制的光線通過透鏡或者透鏡組802，并利用光學(xué)掃描系統(tǒng)(光學(xué)偏轉(zhuǎn)器)803 —維掃描。 此被掃描的激光由寫入透鏡或者透鏡組804在感光部件805上形成圖像。 在與掃描方向垂直的方向上繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的感光部件805被未表示的充電器均勻充電，且通過掃描光線于其上，靜電潛像被形成在其掃描部分上。 接著，利用未表示的顯影設(shè)備，在靜電潛像的圖像部分上形成調(diào)色劑圖像，且通過
轉(zhuǎn)印并定影此調(diào)色劑圖像于例如未表示的片材上，在該片材上形成圖像。 利用本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置，可采用適當(dāng)調(diào)整至預(yù)定頻率的擺動(dòng)體裝置。 結(jié)果，可在振幅增幅率高的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)裝置，這使裝置小型且減少能耗。 另外，當(dāng)采用第二實(shí)施例的擺動(dòng)體裝置時(shí)，可使光線偏轉(zhuǎn)掃描的角速率在感光部
件805規(guī)格內(nèi)為近似恒定角速率。 另外，通過采用由本發(fā)明的擺動(dòng)體裝置構(gòu)成的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器，減小掃描位置的變化，從而獲得能夠生成清晰圖像的圖像形成裝置。 盡管已參照示范實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但應(yīng)理解的是本發(fā)明不限于所公開的示范實(shí)施例。以下權(quán)利要求書的范圍應(yīng)與最寬解釋一致以涵蓋所有這些變型和等同的結(jié)構(gòu)和功能。 本申請(qǐng)要求享有2007年8月30日提交的日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)No. 2007-223640以及2008年3月18日提交的日本專利申請(qǐng)文獻(xiàn)No. 2008-069761的權(quán)益，在此整體引入這些文獻(xiàn)以供參考。
權(quán)利要求
一種擺動(dòng)體裝置，所述擺動(dòng)體裝置包括利用支承部能繞扭轉(zhuǎn)軸線擺動(dòng)地支承在固定部上的擺動(dòng)板，所述擺動(dòng)體裝置以共振頻率繞所述扭轉(zhuǎn)軸線驅(qū)動(dòng)所述擺動(dòng)板，所述擺動(dòng)板具有形成用于調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)量的槽部的區(qū)域，且所述共振頻率被構(gòu)造成能通過在所述區(qū)域內(nèi)形成所述槽部來調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)體裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)板包括這樣一種結(jié)構(gòu)，所 述結(jié)構(gòu)利用第一擺動(dòng)板和第二擺動(dòng)板具有繞所述扭轉(zhuǎn)軸線的至少兩種固有振動(dòng)模式的頻 率，以及所述槽部被構(gòu)造成能形成在所述第一擺動(dòng)板和所述第二擺動(dòng)板中至少一者的形成槽 部的區(qū)域內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動(dòng)體裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)板具有與所述擺動(dòng)板連 接且在平行于所述扭轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸的延伸部，所述延伸部的一部分被能切斷以能夠 調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)量，以及形成所述槽部的所述區(qū)域?yàn)樗鰯[動(dòng)板或所述延伸部的正面和背面中至少一者。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的擺動(dòng)體裝置，其特征在于，所述槽部被形成為在垂直于扭轉(zhuǎn) 軸線的方向上從所述擺動(dòng)板或所述延伸部的一邊至另一邊橫過所述擺動(dòng)板或所述延伸部。
5. —種光學(xué)偏轉(zhuǎn)器，包括根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的擺動(dòng)體裝置；以及 光學(xué)偏轉(zhuǎn)元件，設(shè)在所述擺動(dòng)體裝置的擺動(dòng)板上。
6. —種圖像形成裝置，包括光源、感光部件和根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)偏轉(zhuǎn)器， 其中，來自所述光源的光線利用所述光學(xué)偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)，且所述光線的至少一部分被允許入射在所述感光部件上。
7. —種用于制造擺動(dòng)體裝置的制造方法，所述擺動(dòng)體裝置包括利用支承部能繞扭轉(zhuǎn)軸 線擺動(dòng)地支承在固定部上的擺動(dòng)板，所述擺動(dòng)體裝置以共振頻率繞所述扭轉(zhuǎn)軸線驅(qū)動(dòng)所述 擺動(dòng)板，所述方法包括如下步驟在所述擺動(dòng)板的區(qū)域內(nèi)形成槽部，以調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)量，從而調(diào)整所述擺動(dòng)板的 共振頻率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的擺動(dòng)體裝置的制造方法，其特征在于，當(dāng)調(diào)整所述擺動(dòng)板的 所述質(zhì)量時(shí)，以第一擺動(dòng)板和第二擺動(dòng)板作為所述擺動(dòng)板形成具有繞所述扭轉(zhuǎn)軸線的至少 兩種固有振動(dòng)模式的頻率的結(jié)構(gòu)，以及在所述第一擺動(dòng)板和所述第二擺動(dòng)板中至少一者的區(qū)域內(nèi)形成所述槽部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的擺動(dòng)體裝置的制造方法，其特征在于，當(dāng)調(diào)整所述擺動(dòng)板的 所述質(zhì)量時(shí)，執(zhí)行以下第一和第二步驟兩者或者僅執(zhí)行所述第二步驟，在所述第一步驟中， 形成與所述擺動(dòng)板連接且在平行于所述扭轉(zhuǎn)軸線的方向上延伸的延伸部作為所述擺動(dòng)板、 并切斷所述延伸部的一部分以調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)量，在所述第二步驟中，在所述擺動(dòng)板 或所述延伸部的所述正面和所述背面中至少一者內(nèi)形成所述槽部以調(diào)整所述擺動(dòng)板的質(zhì)
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的擺動(dòng)體裝置的制造方法，其特征在于，當(dāng)調(diào)整所述擺動(dòng)板的 所述共振頻率時(shí)檢測(cè)所述擺動(dòng)板繞所述扭轉(zhuǎn)軸線的所述固有振動(dòng)模式的所述頻率，以基于 所檢得的頻率與預(yù)定共振頻率之間的差異決定所述擺動(dòng)板的慣性力矩的調(diào)整量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的擺動(dòng)體裝置的制造方法，其特征在于，基于所述擺動(dòng)板的所述慣性力矩的所述調(diào)整量，決定所述槽部的寬度、深度和數(shù)量中的至少一者。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的擺動(dòng)體裝置的制造方法，其特征在于，利用激光束通過輻射 在垂直于所述扭轉(zhuǎn)軸線的方向上從所述擺動(dòng)板或所述延伸部的一邊至另一邊橫過所述擺 動(dòng)板或所述延伸部形成所述槽部。
全文摘要
一種擺動(dòng)體裝置(100)，包括利用支承部(102)可繞扭轉(zhuǎn)軸線(110)振動(dòng)地支承在固定部(103)上的擺動(dòng)板(101)且以共振頻率繞扭轉(zhuǎn)軸線(110)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)板(101)，該擺動(dòng)板具有形成用于調(diào)整擺動(dòng)板的質(zhì)量的槽部的區(qū)域，且共振頻率被構(gòu)造成可通過在該區(qū)域內(nèi)形成槽部來調(diào)整。
文檔編號(hào)G02B26/10GK101784938SQ20088010412
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月30日
發(fā)明者加藤貴久, 堀田薰央, 森本弘之, 藤井一成 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社