專利名稱：執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置。
背景技術：
例如，作為用于在打印機等中通過光掃描進行描繪的光掃描器，公開有對光進行 二維掃描的光掃描器(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1的光掃描器包括掃描器主體，該掃描器主體包括框狀的外側(cè)可動板、 可繞X軸搖動(旋轉(zhuǎn))地軸支承該外側(cè)可動板的一對第一扭桿、被設置在外側(cè)可動板的內(nèi) 側(cè)的內(nèi)側(cè)可動板、以及可繞與X軸垂直的Y軸搖動地軸支承該內(nèi)側(cè)可動板的一對第二扭桿； 一對驅(qū)動線圈，分別設置在外側(cè)可動板及內(nèi)側(cè)可動板上；以及一對永久磁鐵，隔著掃描器主 體，相互相對地設置。但是，由于這樣的光掃描器通過光掃描器主體以相互對置的方式設置有一對永久 磁鐵，所以，難以實現(xiàn)光掃描器的小型化。而且，由于分別在外側(cè)可動板及內(nèi)側(cè)可動板上各 設置一個驅(qū)動線圈，所以難以實現(xiàn)低成本化。專利文獻1 日本特開平8-322227號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，目的在于提供可實現(xiàn)低成本化及小型化的、可使可動板繞X 軸及與X軸垂直的Y軸中的每個軸旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置。通過以下所述的本發(fā)明來實現(xiàn)上述目的。根據(jù)本發(fā)明的執(zhí)行機構，其包括框狀的驅(qū)動部件；第一振動系統(tǒng)，用于雙支承上 述驅(qū)動部件，以便使上述驅(qū)動部件可繞X軸旋轉(zhuǎn)；可動板，設置在上述框狀的驅(qū)動部件的框 的內(nèi)側(cè)；第二振動系統(tǒng)，用于將上述可動板雙支承于上述驅(qū)動部件，以便使上述可動板可繞 與上述X軸垂直的Y軸旋轉(zhuǎn)；永久磁鐵，固定于上述框狀的驅(qū)動部件的上述框；以及線圈， 與上述永久磁鐵相對地設置，其中，上述永久磁鐵形成長條狀，該長條方向相對上述X軸和 上述Y軸的各軸傾斜，并且，上述永久磁鐵設置在離開上述可動板的可動范圍的位置上，當 對上述線圈施加不同頻率的第一交變電壓和第二交變電壓時，則以上述第一交變電壓的頻 率使上述可動板繞上述X軸旋轉(zhuǎn)，并且，以上述第二交變電壓的頻率使上述可動板繞上述Y 軸旋轉(zhuǎn)。由此，可以提供可實現(xiàn)低成本化及小型化的、可使上述可動板繞上述X軸及上述Y 軸中的每個軸旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行機構。在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選方式是，上述第一交變電壓的頻率等于上述第一振 動系統(tǒng)的共振頻率、或者上述第二交變電壓的頻率等于上述第二振動系統(tǒng)的共振頻率。
由此，可以使上述可動板順利地繞上述X軸及上述Y軸中的每個軸轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選方式是，上述第二交變電壓的頻率等于上述第二振 動系統(tǒng)的共振頻率，上述第一交變電壓的頻率與上述第一振動系統(tǒng)的共振頻率不同。由此，可以使上述可動板極其順利地繞上述X軸及上述Y軸中的每個軸旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選方式是，上述第二交變電壓的頻率大于上述第一交 變電壓的頻率。由此，可以使上述可動板更為可靠且更為順利地以上述第一電壓的頻率繞X軸轉(zhuǎn) 動、以第二電壓的頻率繞Y軸轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選上方式是，上述永久磁鐵經(jīng)過上述X軸和上述Y軸的 交點，沿著相對于上述X軸或者上述Y軸傾斜30 60度的線段設置上述永久磁鐵。由此，可以使上述可動板極其順利地繞上述X軸及上述Y軸中的每個軸轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選方式是，上述線圈被設置在上述永久磁鐵的正下面。由此，可以實現(xiàn)執(zhí)行機構的省電化及小型化。 在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選方式是，在上述可動板俯視圖中，上述線圈形成為包 圍上述驅(qū)動部件的框的外周。由此，可以使上述線圈和上述永久磁鐵之間的間隔距離極小。其結果是，可以有效 地使由上述線圈產(chǎn)生的磁場作用于上述永久磁鐵。即，可以實現(xiàn)執(zhí)行機構的省電化及小型 化。在本發(fā)明的執(zhí)行機構中，優(yōu)選方式是，上述可動板包括在與上述永久磁鐵相反側(cè) 的面上具有光反射性的光反射部。由此，可將執(zhí)行機構用于例如激光打印機、條形碼閱讀器、激光共聚焦掃描顯微 鏡、成像用顯示器等圖像形成裝置所具備的光學設備。根據(jù)本發(fā)明的掃描器，該掃描器包括第一振動系統(tǒng)，包括框狀的驅(qū)動部件；以及一對第一軸部件，用于雙支承上述驅(qū) 動部件，以便使上述驅(qū)動部件可繞χ軸旋轉(zhuǎn)；第二振動系統(tǒng)，包括可動板，設置在上述驅(qū)動部件的內(nèi)側(cè)，包括具有光反射性的 光反射部；以及一對第二軸部件，用于將上述可動板雙支承于上述驅(qū)動部件，以便使上述可 動板可繞與上述X軸垂直的Y軸旋轉(zhuǎn)；以及驅(qū)動單元，包括永久磁鐵，設置于上述驅(qū)動部件；線圈，與上述永久磁鐵相對地 設置；以及電壓施加單元，用于向上述線圈施加電壓，其中，將上述永久磁鐵設置成在上述可動板的俯視圖中，用于連接兩極的線段相 對于上述X軸及Y軸中的每個軸傾斜，上述電壓施加單元包括電壓產(chǎn)生部，用于產(chǎn)生頻率互不相同的第一交變電壓和 第二交變電壓；以及電壓疊加部，用于疊加上述第一交變電壓和上述第二交變電壓，上述電 壓施加單元通過向上述線圈施加由上述電壓疊加部疊加后的電壓，從而以上述第一交變電 壓的頻率使上述可動板繞上述X軸旋轉(zhuǎn)、且以上述第二交變電壓的頻率使上述可動板繞上 述Y軸旋轉(zhuǎn)，對由上述光反射部反射的光進行二維掃描。由此，可以提供可以實現(xiàn)低成本化及小型化、且可使上述可動板繞上述X軸及上 述Y軸中的每個軸轉(zhuǎn)動、可對光進行二維掃描的光掃描器。
根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括光掃描器，其中，該光掃描器包 括第一振動系統(tǒng)，包括框狀的驅(qū)動部件；以及一對第一軸部件，用于雙支承上述驅(qū) 動部件，以便使上述驅(qū)動部件可繞χ軸旋轉(zhuǎn)；第二振動系統(tǒng)，包括可動板，設置在上述驅(qū)動部件的內(nèi)側(cè)，且包括具有光反射性 的光反射部；以及一對第二軸部件，用于將上述可動板雙支承于上述驅(qū)動部件，以便使上述 可動板可繞與上述X軸垂直的Y軸旋轉(zhuǎn)；以及驅(qū)動單元，包括永久磁鐵，設置于上述驅(qū)動部件；線圈，與上述永久磁鐵相對地 設置；以及電壓施加單元，用于向上述線圈施加電壓，其中，將上述永久磁鐵設置成在上述可動板的俯視圖中，用于連接兩極的線段相 對于上述X軸及上述Y軸中的每個軸傾斜，上述電壓施加單元包括電壓產(chǎn)生部，用于產(chǎn) 生頻率互不相同的第一交變電壓和第二交變電壓；以及電壓疊加部，用于疊加上述第一交 變電壓和上述第二交變電壓，上述電壓施加單元通過向上述線圈施加由上述電壓疊加部疊 加后的電壓，從而以上述第一交變電壓的頻率使上述可動板繞上述X軸旋轉(zhuǎn)、且以上述第 二交變電壓的頻率使上述可動板繞上述Y軸轉(zhuǎn)動，對由上述光反射部反射的光進行二維掃 描。由此，可以提供包括可以實現(xiàn)低成本化及小型化且可使上述可動板繞上述X軸及 上述Y軸中的每個軸轉(zhuǎn)動、可對光進行二維掃描的光掃描器的圖像形成裝置。


圖1是表示本發(fā)明的執(zhí)行機構的優(yōu)選實施例的立體圖；圖2是圖1中的A-A線的剖面圖；圖3是表示具備如圖1所示的執(zhí)行機構的驅(qū)動單元的電壓施加單元的框圖；圖4是在如圖3所示的第一電壓產(chǎn)生部及第二電壓產(chǎn)生部中產(chǎn)生的電壓的示意 圖；以及圖5是表示本發(fā)明的圖像形成裝置的概略圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發(fā)明的執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置的優(yōu)選實施例進 行說明。圖1是表示本發(fā)明的執(zhí)行機構的優(yōu)選實施例的俯視圖，圖2是圖1中的A-A線的 剖面圖，圖3是表示具備如圖1所示的執(zhí)行機構的驅(qū)動單元的框圖，圖4是在如圖3所示的 第一電壓產(chǎn)生部及第二電壓產(chǎn)生部中產(chǎn)生的電壓的示意圖。此外，下面，為了便于說明，將 圖1中紙面的讀者側(cè)稱為“上”，將圖1中紙面的里側(cè)稱為“下”，將右側(cè)稱為“右”，將左側(cè)稱 為“左”，將圖2中的上側(cè)稱為“上”，將下側(cè)稱為“下”，將右側(cè)稱為“右”，將左側(cè)稱為“左”。如圖1所示，執(zhí)行機構1包括具備第一振動系統(tǒng)21和第二振動系統(tǒng)22的基體2。 此外，如圖2所示，執(zhí)行機構1包括支承基板3，通過接合層4支承基體2 ；對置基板5，隔 著支承基板3與基體2對置；以及驅(qū)動單元6，分別驅(qū)動第一振動系統(tǒng)21和第二振動系統(tǒng) 22。
如圖1所示，基體2包括框狀的支承部23 ；第一振動系統(tǒng)21，由支承部23所支 承；以及第二振動系統(tǒng)22，由第一振動系統(tǒng)21所支承。第一振動系統(tǒng)21包括框狀的驅(qū)動部件211，被設置在支承部23的內(nèi)側(cè)；以及一 對第一軸部件212、213，用于將驅(qū)動部件211雙支承于支承部23。而且，第二振動系統(tǒng)22 包括可動板221，被設置在驅(qū)動部件211的內(nèi)側(cè)；以及一對第二軸部件222、223，用于將可 動板221雙支承于驅(qū)動部件211上。S卩，基體2包括可動板221、一對第二軸部件222和223、驅(qū)動部件211、一對第一軸 部件212和213、支承部23。在俯視圖1(即，俯視可動板221)的情況下，驅(qū)動部件211呈圓環(huán)狀。但是，只要 驅(qū)動部件211的形狀是框狀，則并沒有特別的限定。而且，在該驅(qū)動部件211的下面設置有 后述的永久磁鐵61。這樣的驅(qū)動部件211通過一對第一軸部件212、213被雙支承于支承部 23。第一軸部件212、213中的每個軸部件形成長條狀，且可彈性變形。第一軸部件 212,213中的每個軸部件連接驅(qū)動部件211和支承部23，以便使驅(qū)動部件211相對于支承 部23可以轉(zhuǎn)動。這樣的第一軸部件212、213被設置成相互同軸，以該軸(下面稱為“轉(zhuǎn)動 中心軸X”)為中心，驅(qū)動部件211相對于支承部23轉(zhuǎn)動。在俯視的情況下，形成在驅(qū)動部件211的內(nèi)側(cè)的可動板221形成圓形。但是，對可 動板221的形狀并沒有特別的限定。而且，在可動板221的上表面形成具有光反射性的光 反射部221a。這樣的可動板221通過一對第二軸部件222、223被雙支承于驅(qū)動部件211。第二軸部件222、223中的各軸部件形成長條狀，且可彈性變形。第二軸部件222、 223中的各軸部件連接可動板221和驅(qū)動部件211，以便使可動板221相對于驅(qū)動部件211 可轉(zhuǎn)動。這樣的第二軸部件222、223被設置成相互同軸，以該軸(下面稱為“轉(zhuǎn)動中心軸 Y”)為中心，可動板221相對于驅(qū)動部件211轉(zhuǎn)動。此外，如圖1所示，轉(zhuǎn)動中心軸X和轉(zhuǎn)動中心軸Y是相互垂直的軸。S卩，轉(zhuǎn)動中心 軸X和轉(zhuǎn)動中心軸Y所成的角為90度。而且，在俯視圖1的情況下，驅(qū)動部件211的中心 及可動板221的中心中的各中心位于轉(zhuǎn)動中心軸X和轉(zhuǎn)動中心軸Y的交點上。這樣的基體2例如以硅為主要材料而構成，且與可動板221、第二軸部件222和 223、驅(qū)動部件211、第一軸部件212和213、支承部23 —體形成。由于以硅為主要材料，可 以實現(xiàn)卓越的轉(zhuǎn)動特性，同時，可以發(fā)揮卓越的可靠性。而且，可以進行微細處理(加工)， 從而可以實現(xiàn)執(zhí)行機構1的小型化。此外，基體2也可以通過具有SOI基板等的層壓結構的基板來形成可動板221、第 二軸部件222和223、驅(qū)動部件211、第一軸部件212和213、支承部23。此時，優(yōu)選在層壓 結構基板的一層來一體構成可動板221、第二軸部件222和223、驅(qū)動部件211、第一軸部件 212和213、支承部23。如圖2所示，這樣的基體2提高接合層4與支承基板3接合。這樣的支承基板3 例如以玻璃或硅為主要材料而構成。在俯視可動板221的情況下，支承基板3與支承部23 大致形成相同的形狀(即，形成框狀)。但是，支承基板3的形狀只要是可支承基體2即可， 并沒有特別的限定。而且，也可以根據(jù)支承部23的形狀等而省略支承基板3。形成在支承基板3和基體2之間的接合層4例如以玻璃、硅、或者SiO2為主要材料而構成。但是，也可以省略這樣的接合層4。即，基體2和支承基板3也可以直接接合。如圖2所示，以通過支承基板3與基體2相對的方式設置對置基板5。這樣的對置 基板5例如以玻璃或硅為主要材料而構成。在對置基板5的上面，設置有用于對永久磁鐵61產(chǎn)生磁場的線圈62。如圖2所 示，該線圈62電連接于電壓施加單元63。由這樣的永久磁鐵61、線圈62、電壓施加單元63 來構成驅(qū)動單元6。如圖2所示，永久磁鐵61形成長條狀。而且，永久磁鐵61通過粘接層81、82，接合 于驅(qū)動部件211的下表面。即，永久磁鐵61被設置在與可動板221的光反射部221a相反 的一面的一側(cè)上。由此，通過永久磁鐵61，可以防止妨礙在光反射部221a中的光掃描。而且，在俯視圖1的情況下，通過轉(zhuǎn)動中心軸X和轉(zhuǎn)動中心軸Y的交點(下面，將 該交點稱為“交點G”)、且沿著相對于轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的各軸傾斜的線段 (下面，將該線段稱為“線段J”)設置永久磁鐵61。這樣的永久磁鐵61相對于該長度方向的交點G，一側(cè)為S極，另一側(cè)為N極。艮口， 連接永久磁鐵61的S極和N極的線段(即，線段J)相對于轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y 中的各軸傾斜。此外，在圖2中，為了便于說明，圖示了將永久磁鐵61的長度方向的紙面左 側(cè)作為S極，將紙面右側(cè)作為N極的情況。在俯視圖1的情況下，優(yōu)選線段J的相對于轉(zhuǎn)動中心軸X的傾斜角θ為30 60 度，進一步優(yōu)選為40 50度，最為優(yōu)選為大約45度。通過這樣地設置永久磁鐵61，可以極 其順利地使可動板221繞轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的各軸轉(zhuǎn)動。與此相對，當傾斜 角θ為小于上述下限值時，存在以下情況根據(jù)施加給線圈62的電壓強度等，無法順利地 使可動板221繞X軸轉(zhuǎn)動。另一方面，當傾斜角θ超過上述上限值時，存在以下情況根據(jù) 施加給線圈62的電壓強度等，無法順利地使可動板221繞Y軸轉(zhuǎn)動。在本實施例中，線段J相對于轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的各軸傾斜45度角。而且，如圖2所示，在永久磁鐵61的可動板221側(cè)的面(即，上表面)上形成有凹 部611。該凹部611是用于防止永久磁鐵61和可動板221接觸的間隙部。通過形成有這樣 的凹部(間隙部)，可以順利地繞Y軸的轉(zhuǎn)動可動板221。而且，通過將間隙部設定為凹部 611，可以極其簡單地防止永久磁鐵61和可動板221相接觸。但是，作為間隙部，只要是可 以防止可動板221和永久磁鐵61接觸即可，并沒有特別的限定，例如，也可以是朝向與轉(zhuǎn)動 中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的每個軸垂直的方向形成的貫通孔。而且，例如，當粘接層81、 82具有可以防止永久磁鐵61和可動板221相接觸這樣程度的厚度等情況下，也可以省略這 樣的凹部611。作為這樣的永久磁鐵61，并沒有特別的限定，例如，優(yōu)選使用將釹磁鐵、鐵氧體磁 鐵、釤鈷磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、粘結磁體等硬磁性體磁化后的磁鐵。此外，也可以通過在驅(qū)動部件211的下面設置已經(jīng)被磁化后的硬磁性體(即，永久 磁鐵)，并將其作為永久磁鐵61。還可以通過將硬磁性體設置在驅(qū)動部件211上，并使該硬 磁性體磁化，將其作為永久磁鐵61。用于接合永久磁鐵61和驅(qū)動部件211的粘接層81、82例如通過粘接劑構成。由 此，可以堅固地粘接(接合)驅(qū)動部件211和永久磁鐵61。但是，只要可以將永久磁鐵61 設置在驅(qū)動部件211的下面，則對于構成粘接層81、82的材料并沒有特別的限定。而且，對于接合永久磁鐵61和驅(qū)動部件211的接合方法，也可以省略粘接層81、82。在永久磁鐵61的正下面設置有線圈62。S卩，以分別與可動板221及驅(qū)動部件211 的下表面相對的方式設置線圈62。這樣，通過將線圈62設置在永久磁鐵61的正下面，可以 有效地使由線圈62產(chǎn)生的磁場作用于永久磁鐵61。由此，可以實現(xiàn)執(zhí)行機構1的省電和小型化。而且，如圖1所示，在俯視圖1的情況下，線圈62形成為包圍驅(qū)動部件211的外周。 通過這樣地形成線圈62，當執(zhí)行機構1驅(qū)動時，可以可靠地防止驅(qū)動部件211和線圈62相 接觸。由此，可以使線圈62和永久磁鐵61之間的間隔距離極小，并可有效地將由線圈62 產(chǎn)生的磁場作用于永久磁鐵61。即，可以實現(xiàn)執(zhí)行機構1的省電和小型化。這樣的線圈62 例如也可以被纏繞在磁心上。這樣的線圈62與電壓施加單元63電連接。然后，通過電壓施加單元63向線圈62 施加電壓，從而由線圈62產(chǎn)生磁場，該磁場具有與轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的每個 軸相垂直的軸方向的磁通。如圖3所示，電壓施加單元63包括第一電壓產(chǎn)生部631，生成用于使可動板221 繞中心軸X轉(zhuǎn)動的第一電壓Vl ；第二電壓產(chǎn)生部632，生成用于使可動板221繞中心軸Y轉(zhuǎn) 動的第二電壓V2 ；以及電壓疊加部633，用于疊加第一電壓Vl和第二電壓V2，并將該疊加 后的電壓施加給線圈62。如圖4(a)所示，第一電壓產(chǎn)生部631用于生成以周期Tl周期性變化的第一電壓 Vl (垂直掃描用電壓)。第一電壓Vl形成鋸齒波這樣的波形。因此，執(zhí)行機構1可以對光進行有效地垂直 掃描(副掃描)。此外，第一電壓Vl的波形并不僅限于此。在此，第一電壓Vl的頻率(1/ Tl)只要是適用于垂直掃描的頻率即可，并沒有特別限定，但是優(yōu)選為30 80Hz (60Hz的程 度)。在本實施例中，將第一電壓Vl的頻率調(diào)整為與由驅(qū)動部件211和一對第一軸部件 212,213構成的第一振動系統(tǒng)21的扭轉(zhuǎn)共振頻率不同的頻率。另一方面，如圖4(b)所示，第二電壓產(chǎn)生部632用于生成以與周期Tl不同的周期 T2周期性變化的第二電壓V2(水平掃描用電壓)。第二電壓V2形成正弦波這樣的波形。因此，執(zhí)行機構1可以對光進行有效地主掃 描。此外，第二電壓V2的波形并不僅限于此。優(yōu)選這樣的第二電壓V2的頻率大于第一電壓Vl的頻率。S卩，優(yōu)選周期T2小于周 期Tl。由此，可以使可動板221以第一電壓Vl的頻率更可靠、且更順利地繞轉(zhuǎn)動中心軸X 旋轉(zhuǎn)，并可以使可動板221以第二電壓V2的頻率繞轉(zhuǎn)動中心軸Y旋轉(zhuǎn)。而且，只要第二電壓V2的頻率與第一電壓Vl的頻率不同、且是適用于水平掃描的 頻率即可，并沒有特別的限定，但是優(yōu)選為10 40kHz。這樣，將第二電壓V2的頻率設定為 10 40kHz，并如上所述，將第一電壓Vl的頻率設定為60Hz程度，從而可以使可動板221以 適用于在顯示器上進行描繪的頻率繞轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的各軸旋轉(zhuǎn)。但是， 只要可以使可動板221繞轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的各軸進行旋轉(zhuǎn)，則對于第一電 壓Vl的頻率、第二電壓V2的頻率、第一電壓Vl的頻率與第二電壓V2的組合等，并沒有特 別的限定。
在本實施例中，將第二電壓V2的頻率調(diào)整為與由可動板221和一對第二軸部件 222、223構成的第二振動系統(tǒng)22的扭轉(zhuǎn)共振頻率相等。即，將第二振動系統(tǒng)22設計(制 造)成其扭轉(zhuǎn)共振頻率為適用于水平掃描的頻率。由此，可以增大可動板221繞轉(zhuǎn)動中心 軸Y的轉(zhuǎn)動角。而且，當?shù)谝徽駝酉到y(tǒng)21的共振頻率設定為[Hz]、第二振動系統(tǒng)22的共振頻率 設定為f2[Hz]時，優(yōu)選&和4滿足f2>f\的關系，更為優(yōu)選其滿足GSlOf1W關系。由 此，可以使可動板221更順利地以第一電壓Vl的頻率繞轉(zhuǎn)動中心軸X旋轉(zhuǎn)、以第二電壓V2 的頻率繞轉(zhuǎn)動中心軸Y旋轉(zhuǎn)。這樣的第一電壓產(chǎn)生部631及第二電壓產(chǎn)生部632分別連接于控制部7，并根據(jù)來 自該控制部7的信號而進行驅(qū)動。電壓疊加部633被連接于上述第一電壓產(chǎn)生部631及第 二電壓產(chǎn)生部632。該電壓疊加部633包括用于對線圈62施加電壓的加法器633a。加法器633a從第 一電壓產(chǎn)生部631接受第一電壓VI，同時，從第二電壓產(chǎn)生部632接受第二電壓V2，并疊加 這些電壓，施加給線圈62。如上所述構成的執(zhí)行機構1進行以下的驅(qū)動。此外，在本實施例中，如上所述，將 第一電壓Vl的頻率設定為與第一振動系統(tǒng)21的扭轉(zhuǎn)共振頻率不同的值，將第二電壓V2的 頻率設定成與第二振動系統(tǒng)22的扭轉(zhuǎn)共振頻率相等、且大于第一電壓Vl的頻率(例如，第 一電壓Vl的頻率為60Hz，且第二電壓V2的頻率為15KHz)。例如，在電壓疊加部633中疊加如圖4(a)所示的第一電壓Vl和如圖4 (b)所示的 第二電壓V2，并將疊加后的電壓施加給線圈62。于是，根據(jù)第一電壓VI，交替轉(zhuǎn)換以下兩個磁場將驅(qū)動部件211的粘接層81附 近吸引到線圈62的同時使驅(qū)動部件211的粘接層82附近與線圈62分離的磁場(將該磁 場稱為“磁場Al”)、以及使驅(qū)動部件211的粘接層81附近與線圈62分離的同時將驅(qū)動部 件211的粘接層82的附近吸引到線圈62的磁場(將該磁場稱為“磁場A2”)。在此，在俯視圖1的情況下，相對于驅(qū)動部件211的轉(zhuǎn)動中心軸X，粘接層81位于 一側(cè)，而粘接層82位于另一側(cè)。換言之，在俯視圖1的情況下，隔著轉(zhuǎn)動中心軸X將一對第 一粘接層81、82設置在驅(qū)動部件211上。因此，通過交替轉(zhuǎn)換上述磁場Al和磁場A2，使第 一軸部件212、213撓曲變形，且驅(qū)動部件211與可動板221 —起以第一電壓Vl的頻率繞轉(zhuǎn) 動中心軸X旋轉(zhuǎn)。此外，與第二電壓V2的頻率相比，將第一電壓Vl的頻率設定得極低。而且，將第 一振動系統(tǒng)21的共振頻率設定得小于第二振動系統(tǒng)22的共振頻率(例如，小于等于第二 振動系統(tǒng)22的共振頻率的1/10)。S卩，由于將第一振動系統(tǒng)21設計得比第二振動系統(tǒng)22 更易振動，所以，第一振動系統(tǒng)21根據(jù)第一電壓Vl繞轉(zhuǎn)動中心軸X旋轉(zhuǎn)。即，根據(jù)第二電 壓V2，可以防止驅(qū)動部件211繞轉(zhuǎn)動中心軸X旋轉(zhuǎn)。另一方面，根據(jù)第二電壓V2，交替轉(zhuǎn)換將驅(qū)動部件211的粘接層81附近吸引到線 圈62的同時使驅(qū)動部件211的粘接層82附近與線圈62分離的磁場(將該磁場稱為“磁場 Bi”)、以及使驅(qū)動部件211的粘接層81附近與線圈62分離的同時將驅(qū)動部件211的粘接 層82的附近吸引到線圈62的磁場(將該磁場稱為“磁場B2”)。在此，在俯視圖1的情況下，相對于驅(qū)動部件211的轉(zhuǎn)動中心軸Y，粘接層81位于一側(cè)，而粘接層82位于另一側(cè)。換言之，在俯視圖1的情況下，將一對第一粘接層81、82隔 著轉(zhuǎn)動中心軸Y設置在驅(qū)動部件211上。因此，通過交替轉(zhuǎn)換磁場Bl和磁場B2，使第二軸 部件222、223撓曲變形、且可動板221以第二電壓V2的頻率(15kHz)繞轉(zhuǎn)動中心軸Y旋轉(zhuǎn)。此外，第二電壓V2的頻率等于第二振動系統(tǒng)22的扭轉(zhuǎn)共振頻率。因此，根據(jù)第二 電壓V2，可以使可動板221有控制性地繞轉(zhuǎn)動中心軸Y旋轉(zhuǎn)。即，根據(jù)第一電壓Vl，可以防 止可動板221繞轉(zhuǎn)動中心軸Y旋轉(zhuǎn)。如上所述，對于執(zhí)行機構1而言，通過將疊加第一電壓Vl和第二電壓V2后的電壓 施加給線圈62，可以使可動板221以第一電壓Vl的頻率繞轉(zhuǎn)動中心軸X旋轉(zhuǎn)、以第二電壓 V2的頻率繞轉(zhuǎn)動中心軸Y旋轉(zhuǎn)。由此，可以實現(xiàn)低成本化及小型化，并使可動板221可極為 順利地繞轉(zhuǎn)動中心軸X及轉(zhuǎn)動中心軸Y中的各個軸旋轉(zhuǎn)。尤其是，由于可以分別減少作為驅(qū)動源的永久磁鐵和線圈數(shù)量，所以可以實現(xiàn)簡 單且小型的結構。而且，通過適當?shù)馗淖兊谝浑妷篤l和第二電壓V2，可以獲得想要的振動特性，而 無需改變基體2和永久磁鐵61的設計。而且，在執(zhí)行機構1中，在驅(qū)動部件211上設置永久磁鐵61，且以與永久磁鐵61相 對的方式在對置基板5上設置線圈62。即，不在第一振動系統(tǒng)21上設置作為散熱體的線圈 62。因此，可以抑制由于通電而由線圈62產(chǎn)生的熱導致基體2的熱膨脹。其結果是，即使 長時間的連續(xù)使用執(zhí)行機構1，也可發(fā)揮希望的振動特性。由于如上所述的執(zhí)行機構1包括光反射部221a，所以，優(yōu)選適用于例如激光打印 機、條形碼閱讀器、激光共聚焦掃描顯微鏡、成像用顯示器等圖像形成裝置所包括的光掃描 器。此外，本發(fā)明的光掃描器是與上述執(zhí)行機構相同的結構，所以省略其說明。在此，根據(jù)圖5，作為圖像形成裝置的一例，對將執(zhí)行機構1用作成像用顯示器的 光掃描器的情況進行說明。此外，將屏幕S的長度方向稱為“橫向”，將與長度方向垂直的方 向稱為“縱向”。而且，轉(zhuǎn)動中心軸X與屏幕S的橫向平行，轉(zhuǎn)動中心軸Y與屏幕S的縱向平 行。圖像形成裝置(投影器)9包括用于射出激光等光的光源裝置91、多個分色鏡92、 92、92、以及執(zhí)行機構1。光源裝置91包括照射出紅光的紅色光源裝置911、照射出藍光的藍色光源裝置 912、照射出綠光的綠色光源裝置913。各分色鏡92是一種光學元件，用于合成分別從紅色光源裝置911、藍色光源裝置 912、綠色光源裝置913照射出的光。這樣的投影器9根據(jù)來自未圖示的主計算機的圖像信息，在分色鏡92中合成從光 源裝置91 (紅色光源裝置911、藍色光源裝置912、綠色光源裝置913)照射出的光，并通過 執(zhí)行機構1對該合成的光進行二維掃描，在屏幕S上形成彩色圖像。當進行二維掃描時，由于執(zhí)行機構1的可動板221繞轉(zhuǎn)動中心軸Y轉(zhuǎn)動，所以沿屏 幕S的橫向掃描(主掃描)被光反射部221a反射的光。另一方面，由于執(zhí)行機構1的可動 板221繞轉(zhuǎn)動中心軸X轉(zhuǎn)動，所以沿屏幕S的縱向掃描(副掃描)被光反射部221a反射的 光。此外，在圖5中，在通過執(zhí)行機構1對被分色鏡92合成的光進行二維掃描之后，通過固定鏡M使該光反射，然后在屏幕S上形成圖像，但是，也可以省略固定鏡M，而將通過執(zhí) 行機構1進行二維掃描的光直接照射在屏幕S上。以上，根據(jù)圖示的實施例，對本發(fā)明的執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置進行了 說明。但是本發(fā)明并不僅限于此。例如，在本發(fā)明的執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置中， 可以將各部分的結構置換為可以發(fā)揮同樣功能的任意結構，而且，也可以附加任意的結構。而且，雖然在上述實施例中，執(zhí)行機構相對于Y軸及X軸中的各軸大致形成對稱形 狀，但是也可以不對稱。此外，雖然在上述實施例中，對使用形成長條狀的永久磁鐵的情況進行了說明，但 是在俯視可動板的情況下，只要連接兩極的線段相對于Y軸及χ軸中的每個軸傾斜即可，對 其形狀并沒有特別的限定，例如，在俯視可動板的情況下，也可以形成圓形，還可以形成正 方形。而且，例如，也可以構成為設置一對磁軛(yoke)，以便在連接該兩極的線段方向上 夾持永久磁鐵，并通過該磁軛來引導磁通。
0107]附圖標記0108]1執(zhí)行機構2基體0109]21第一振動系統(tǒng)221驅(qū)動部件0110]212,213第一軸部件22第二振動系統(tǒng)0111]221可動板221a光反射部0112]222,223第二軸部件23支承部0113]3支承基板4接合層0114]5對置基板6驅(qū)動單元0115]61永久磁鐵611部0116]62線圈62電壓施加單元0117]631第一電壓產(chǎn)生部632第二電壓產(chǎn)生0118]633電壓疊加部633a加法器0119]7控制部81、82粘接層0120]9圖像形成裝置(投影器)91光源裝置0121]911紅色光源裝置912藍色光源裝置0122]913綠色光源裝置92分色鏡0123]M固定鏡S屏幕0124]X、Y轉(zhuǎn)動中心軸
權利要求
一種執(zhí)行機構，其特征在于，包括框狀的驅(qū)動部件；第一振動系統(tǒng)，用于雙支承所述驅(qū)動部件，以便使所述驅(qū)動部件可繞X軸旋轉(zhuǎn)；可動板，設置在所述框狀的驅(qū)動部件的框的內(nèi)側(cè)；第二振動系統(tǒng)，用于將所述可動板雙支承于所述驅(qū)動部件，以便使所述可動板可繞與所述X軸垂直的Y軸旋轉(zhuǎn)；永久磁鐵，固定于所述框狀的驅(qū)動部件的所述框上；以及線圈，與所述永久磁鐵相對地設置，其中，所述永久磁鐵形成長條狀，該長條方向相對所述X軸和所述Y軸的各軸傾斜，并且，所述永久磁鐵設置在離開所述可動板的可動范圍的位置上，當對所述線圈施加不同頻率的第一交變電壓和第二交變電壓時，則以所述第一交變電壓的頻率使所述可動板繞所述X軸旋轉(zhuǎn)，并且，以所述第二交變電壓的頻率使所述可動板繞所述Y軸旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權利要求1所述的執(zhí)行機構，其特征在于，所述第一交變電壓的頻率等于所述第一振動系統(tǒng)的共振頻率、或者所述第二交變電壓 的頻率等于所述第二振動系統(tǒng)的共振頻率。
3.根據(jù)權利要求2所述的執(zhí)行機構，其特征在于，所述第二交變電壓的頻率等于所述第二振動系統(tǒng)的共振頻率，所述第一交變電壓的頻 率與所述第一振動系統(tǒng)的共振頻率不同。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的執(zhí)行機構，其特征在于，所述第二交變電壓的頻率大于所述第一交變電壓的頻率。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的執(zhí)行機構，其特征在于，所述永久磁鐵經(jīng)過所述X軸和所述Y軸的交點，沿著相對于所述X軸或者所述Y軸傾 斜30 60度的線段設置所述永久磁鐵。
6.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的執(zhí)行機構，其特征在于，在所述可動板的俯視圖中，所述線圈形成為包圍所述驅(qū)動部件的所述框的外周。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可實現(xiàn)低成本化及小型化的、可使可動板繞X軸及與X軸垂直的Y軸中的每個軸旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行機構、光掃描器及圖像形成裝置。執(zhí)行機構(1)包括框狀的驅(qū)動部件；第一振動系統(tǒng)(21)，用于雙支承驅(qū)動部件，以便使驅(qū)動部件可繞X軸旋轉(zhuǎn)；可動板(221)，設置在框狀的驅(qū)動部件的框的內(nèi)側(cè)；第二振動系統(tǒng)(22)，用于將可動板雙支承于驅(qū)動部件，以便使可動板可繞與X軸垂直的Y軸旋轉(zhuǎn)；永久磁鐵(61)，固定于框狀的驅(qū)動部件的框上；以及線圈(62)，與永久磁鐵相對地設置，其中，永久磁鐵形成長條狀，該長條方向相對X軸和Y軸的各軸傾斜，并且，永久磁鐵設置在離開可動板的可動范圍的位置上，當對線圈施加不同頻率的第一交變電壓和第二交變電壓時，則以第一交變電壓的頻率使可動板繞X軸旋轉(zhuǎn)，并且，以第二交變電壓的頻率使可動板繞Y軸旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H02K33/18GK101881882SQ20101018055
公開日2010年11月10日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權日2007年3月7日
發(fā)明者溝口安志 申請人:精工愛普生株式會社