JP4710391B2

JP4710391B2 - Optical deflector

Info

Publication number: JP4710391B2
Application number: JP2005117423A
Authority: JP
Inventors: 伸也松田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2025-04-14
Also published as: JP2006293235A

Description

本発明は、例えばデジタル複写機やレーザビームプリンタやレーザファクシミリの画像形成装置等に搭載される光偏向器に関する。 The present invention relates to an optical deflector mounted on, for example, an image forming apparatus of a digital copying machine, a laser beam printer, a laser facsimile, or the like.

従来、複写機やプリンタ、あるいはファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真方式が広く利用されている。電子写真方式は、帯電器により感光体ドラムの表面を一様に帯電し、露光器により読み取った原稿の画像に対応する静電潜像を感光体ドラムの表面に形成するとともに、この静電潜像の部分にトナーを付着させてトナー像として現像し、転写器によりこの感光体ドラムに形成されたトナー像を記録紙に転写することにより、原稿の画像を記録紙面上に形成するものである。 Conventionally, electrophotographic systems have been widely used in image forming apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles. In the electrophotographic system, the surface of the photosensitive drum is uniformly charged by a charger, and an electrostatic latent image corresponding to the image of the original read by the exposure device is formed on the surface of the photosensitive drum. The toner is attached to the image portion and developed as a toner image, and the toner image formed on the photosensitive drum is transferred to the recording paper by a transfer device, thereby forming an image of the original on the recording paper surface. .

前述の静電潜像は、表面が帯電された感光体ドラムのその表面に光（例えばレーザ光）が照射されることで形成されるようになっており、感光体ドラムの回転軸方向へは、レーザ光の出射角度の変化（偏向）により、また、感光体ドラムの周方向へは、該感光体ドラムの回転により光が走査されるようになっている。 The aforementioned electrostatic latent image is formed by irradiating light (for example, laser light) onto the surface of the photosensitive drum whose surface is charged. The light is scanned by the change (deflection) of the emission angle of the laser beam and by the rotation of the photosensitive drum in the circumferential direction of the photosensitive drum.

従来、感光体ドラムの回転軸方向への光の走査を行うための光偏向器として、多角形のミラー（ポリゴンミラー）をモータで回転し、各面でレーザ光を反射するポリゴンスキャナを使用するものが知られている。しかしながら、この構成にあっては、モータの軸受け抵抗や空気等の粘性により光走査の高速化には限界があるとともに、モータの騒音や発熱、軸受けやブラシの寿命あるいは消費電力等の問題もある。 Conventionally, a polygon scanner that rotates a polygonal mirror (polygon mirror) with a motor and reflects laser light on each surface is used as an optical deflector for scanning light in the direction of the rotation axis of the photosensitive drum. Things are known. However, with this configuration, there is a limit to speeding up optical scanning due to motor bearing resistance and viscosity of air, etc., and there are also problems such as motor noise and heat generation, bearing and brush life, and power consumption. .

この問題を回避する技術として、例えば下記特許文献１には、入射したレーザ光を感光体ドラムに向けて反射するミラーを所定の軸体に取り付け、共振を利用して前記軸体をその周方向に回転させることでミラーを回転させ、もってレーザ光の走査を行う技術が開示されている。 As a technique for avoiding this problem, for example, in Patent Document 1 below, a mirror that reflects incident laser light toward a photosensitive drum is attached to a predetermined shaft body, and the shaft body is rotated in the circumferential direction using resonance. A technique is disclosed in which a mirror is rotated by rotating the mirror to scan the laser beam.

また、下記特許文献２には、光の走査角（偏向角）を増大することを目的として、光を出射する投光部、及び、反射面をそれぞれ有する、第１の固定ミラー部、第１の可動反射部、第２の固定ミラー部及び第２の可動反射部が、光路上流側からこの順に設置されているとともに、前記第１、第２の可動反射部を、同一平面上の直交する各回転軸の回りをそれぞれ回動可能に構成し、所定の共振周波数を前記第１、第２の可動反射部に印加し、各可動反射部を、対応する回転軸の回りに回動させることで、投光部から出射された光を２次元的に走査する技術が開示されている。
特許第２０２６１５５号公報特開平８−２５４６６４号公報 Further, in Patent Document 2 below, for the purpose of increasing the scanning angle (deflection angle) of light, a first fixed mirror unit, a first light projecting unit that emits light, and a reflecting surface, respectively, are provided. The movable reflecting portion, the second fixed mirror portion, and the second movable reflecting portion are installed in this order from the upstream side of the optical path, and the first and second movable reflecting portions are orthogonal to each other on the same plane. Each of the rotating shafts is configured to be rotatable, a predetermined resonance frequency is applied to the first and second movable reflecting portions, and each movable reflecting portion is rotated about a corresponding rotating shaft. Thus, a technique for two-dimensionally scanning the light emitted from the light projecting unit is disclosed.
Japanese Patent No. 2026155 JP-A-8-254664

光偏向器は、光走査の高速化及び高精度化と装置の小型化とが要求される。しかしながら、前記特許文献１の技術にあっては、軸体の剛性を大きくして共振周波数を上昇させると、小型化を実現する要素の一つであるミラーの偏向角が小さくなり、一方、共振周波数を上昇させなければ、光走査の高速化及び高精度化が困難である。 The optical deflector is required to increase the speed and accuracy of optical scanning and to reduce the size of the apparatus. However, in the technique of Patent Document 1, when the resonance frequency is increased by increasing the rigidity of the shaft body, the deflection angle of the mirror, which is one of the elements that realize the miniaturization, is reduced. Unless the frequency is increased, it is difficult to increase the speed and accuracy of optical scanning.

前記特許文献２の技術にあっては、前記第１、第２の可動反射部のうち、第２の可動反射部への入射光の入射点は一定でなく、第１の可動反射部の姿勢に応じて変化するため、その変化に対応するべく第２の可動反射部には大きな反射面が必要となる。その結果、回転軸の回りの回動によって第２の可動反射部に作用するモーメントが増大するため、共振周波数が低下する。また、第２の可動反射部の反射面での反射点が変化するため、例えば前述の感光体ドラム等の所定位置に集光するためのレンズが必要となる。 In the technique of Patent Document 2, the incident point of the incident light to the second movable reflective part is not constant among the first and second movable reflective parts, and the attitude of the first movable reflective part Therefore, a large reflecting surface is required for the second movable reflecting portion to cope with the change. As a result, the moment acting on the second movable reflector increases due to the rotation around the rotation axis, and the resonance frequency is lowered. Further, since the reflection point on the reflecting surface of the second movable reflecting portion changes, a lens for condensing light at a predetermined position such as the above-described photosensitive drum is necessary.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光走査の高速化及び高精度化と装置の小型化とを図ることのできる光偏向器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical deflector capable of increasing the speed and accuracy of optical scanning and reducing the size of the apparatus.

請求項１に記載の発明は、所定の平面上の同一の回転軸を中心として回転可能に配置された第１と第２の反射面と、前記第１の反射面からの反射光を前記第２の反射面上であって前記回転軸上の位置に導く光学素子と、前記第１と第２の反射面に、所定の周波数を有する前記回転軸周りの振動を発生させる駆動部とを備えた光偏向器であって、前記第１の反射面と前記第２の反射面とを保持するフレームを備え、前記第１と第２の反射面は所定の部材により同一の前記回転軸上で前記フレームに連結されており、前記駆動部は、前記フレームが構成するフレーム面に沿った方向に伸縮可能であるよう前記フレーム面に平行に前記フレームに固定された複数の圧電素子であって、該圧電素子が伸縮することにより前記フレームを湾曲させるものであり、前記第１の反射面の回転軸を挟んで互いに反対側に配置され、前記フレーム面に対し互いに逆方向に前記フレームを湾曲させる極性の電位がそれぞれ付与される第１の圧電素子対と、前記第２の反射面の回転軸を挟んで互いに反対側に配置され、前記フレーム面に対し互いに逆方向に前記フレームを湾曲させる極性の電位がそれぞれ付与される第２の圧電素子対とを備え、前記第１、第２の圧電素子対に含まれる圧電素子のうち前記回転軸に対して同側に固定された圧電素子に対して、前記フレーム面に対し互いに逆方向に前記フレームを湾曲させる極性の電位をそれぞれ付与することにより前記各圧電素子を駆動して、前記第１の反射面と前記第２の反射面とに前記回転軸を挟んで互いに逆位相である所定の周波数の振動を発生させ、前記第１と第２の反射面の振動により、光源から前記所定の平面に沿って出射された光を走査することを特徴とする光偏向器である。
According to the first aspect of the present invention, the first and second reflecting surfaces that are rotatably arranged around the same rotation axis on a predetermined plane, and the reflected light from the first reflecting surface is the first reflecting surface. An optical element that leads to a position on the rotating shaft, and a driving unit that generates vibrations around the rotating shaft having a predetermined frequency on the first and second reflecting surfaces. An optical deflector comprising a frame for holding the first reflecting surface and the second reflecting surface, wherein the first and second reflecting surfaces are arranged on the same rotation axis by a predetermined member. the is coupled to the frame, wherein the drive unit is a plurality of piezoelectric elements which are fixed parallel to the frame to the frame plane as the frame is extendable in a direction along the frame surfaces constituting , those curving the frame by the piezoelectric element expands and contracts There, the first being arranged on opposite sides of the rotation axis of the reflection surface, a first piezoelectric element pair potential polarity curving the frame in opposite directions relative to the frame plane is given respectively A second piezoelectric element pair disposed opposite to each other across the rotation axis of the second reflecting surface, and having a polarity potential to bend the frame in opposite directions with respect to the frame surface. The piezoelectric element included in the first and second piezoelectric element pairs is curved in a direction opposite to the frame surface with respect to a piezoelectric element fixed on the same side with respect to the rotation axis. Each of the piezoelectric elements is driven by applying a potential having a polarity to be vibrated, and vibrations having a predetermined frequency that are opposite to each other with the rotation axis between the first reflecting surface and the second reflecting surface. Raised , By the vibration of said first and second reflecting surfaces, an optical deflector, characterized in that scanning the light emitted along the predetermined plane from the light source.

請求項２に記載の発明は、上記光偏向器において、前記圧電素子は、前記フレーム面に対して直交する方向に伸長または収縮する電位が与えられることにより、前記フレーム面と平行に収縮または伸長することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the optical deflector, the piezoelectric element contracts or expands in parallel with the frame surface by being applied with a potential that expands or contracts in a direction perpendicular to the frame surface. It is characterized by doing .

請求項３に記載の発明は、上記光偏向器において、前記所定の周波数は、前記第１と第２の反射面を有する反射部材の共振周波数であることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the optical deflector, the predetermined frequency is a resonance frequency of a reflecting member having the first and second reflecting surfaces .

請求項４に記載の発明は、上記光偏向器において、前記光学素子は、前記第１の反射面からの光を前記第２の反射面に反射する反射鏡であることを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical deflector, the optical element is a reflecting mirror that reflects light from the first reflecting surface to the second reflecting surface. is there.

このような構成の光偏向器によれば、複数の反射面による複数回の光の反射を行うため、大きな光の偏向角を得ることが可能となる。よって、光偏向器と該光偏向器から光を出射する対象との間の距離を短くすることができ、光偏向器を含む所定の装置全体の小型化を図ることができる。
According to the optical deflector having such a configuration, since the light is reflected a plurality of times by the plurality of reflecting surfaces, a large light deflection angle can be obtained. Therefore, the distance between the optical deflector and the object that emits light from the optical deflector can be shortened, and the entire predetermined device including the optical deflector can be downsized.

また、前記光学素子により、反射面からの反射光を他の反射面の回転軸上に導くようにしたから、各反射面への入射光の入射位置は一定となる。すなわち、光源による光の出射位置を一定とすることで、反射面が振動しても前記回転軸に沿う方向における各反射面への入射光の入射位置が一定となり、また、前記光学素子により、反射面からの反射光を他の反射面の回転軸上に導くようにすることで、前記回転軸に直交する方向（前記所定の平面に直交する方向）における各反射面への入射光の入射位置も一定となる。これにより、反射面を小さくすることができ、光偏向器を小型化することができるとともに、光偏向器から光を出射する対象に対して精度よく光を出射することができる。 Further, since the reflected light from the reflecting surface is guided onto the rotation axis of the other reflecting surface by the optical element, the incident position of the incident light on each reflecting surface is constant. That is, by making the light emission position by the light source constant, even if the reflection surface vibrates, the incident position of the incident light on each reflection surface in the direction along the rotation axis becomes constant. Incident light is incident on each reflection surface in a direction orthogonal to the rotation axis (direction orthogonal to the predetermined plane) by guiding the reflected light from the reflection surface onto the rotation axis of another reflection surface. The position is also constant. As a result, the reflecting surface can be made smaller, the optical deflector can be miniaturized, and light can be emitted with high accuracy to the object that emits light from the optical deflector.

上記構成の光偏向器によれば、光を第１の前記反射面に照射すると、この反射面による反射光は反射鏡により反射され、この反射鏡による反射光は第２の前記反射面に入射する。ここで、前記第１、第２の反射面を駆動していない状態のその反射面の姿勢に対する、前記第１、第２の反射面の最大傾斜角度を±θとしたとき、角度±４θの偏向角を得ることができる。
According to the optical deflector configured as described above , when light is irradiated onto the first reflecting surface, the reflected light from the reflecting surface is reflected by the reflecting mirror, and the reflected light from the reflecting mirror is incident on the second reflecting surface. To do. Here, when the maximum inclination angle of the first and second reflecting surfaces with respect to the posture of the reflecting surfaces in a state where the first and second reflecting surfaces are not driven is ± θ, an angle of ± 4θ is obtained. A deflection angle can be obtained.

他の構成の光偏向器によれば、光の屈折作用または回折作用を利用したレンズを用いて光偏向器を構成することができる。また、請求項２記載の発明のように、反射面が同一の回転軸上に連結されているものではないから、各反射面を駆動する駆動信号の周波数、振幅及び位相の調整が容易となるとともに、反射面のサイズを小さくすることができる。また、光偏光器の小型化も可能となる。
According to the optical deflector having another configuration, the optical deflector can be configured using a lens that utilizes the light refraction or diffraction action. Further, unlike the invention according to claim 2, since the reflecting surfaces are not connected on the same rotation axis, it is easy to adjust the frequency, amplitude and phase of the drive signal for driving each reflecting surface. At the same time, the size of the reflecting surface can be reduced. In addition, the optical polarizer can be miniaturized.

他の構成の光偏向器によれば、永久磁石による磁界において前記コイルに電流を流したときに発生する電磁気力を用いて、前記反射面に前記振動を発生させるようにしたので、簡単な構成で、前記反射面を振動させる構造を実現することができる。
According to another configuration of the optical deflector, the vibration is generated on the reflecting surface by using an electromagnetic force generated when a current is passed through the coil in a magnetic field by a permanent magnet. Thus, a structure for vibrating the reflecting surface can be realized.

上記構成の光偏向器によれば、反射面を有する反射部材の共振周波数を利用して前記反射部材を振動させるようにしたので、他の周波数で反射部材を振動させる場合に比して、小さい消費電力で大きな振動振幅を得ることができ、また、前記反射部材の回転速度も増大するため、光走査の高速化を図ることができる。
According to the optical deflector having the above configuration, since the reflection member is vibrated using the resonance frequency of the reflection member having the reflection surface, it is smaller than the case where the reflection member is vibrated at another frequency. A large vibration amplitude can be obtained with power consumption, and the rotational speed of the reflecting member is also increased, so that the speed of optical scanning can be increased.

本発明に係る光偏向器を含む電子写真光学系の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電子写真光学系の外観構成を示す図である。 An embodiment of an electrophotographic optical system including an optical deflector according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of an electrophotographic optical system according to the first embodiment.

図１に示すように、電子写真光学系１は、レーザ光源２と、コリメータレンズ３と、光偏向器４と、補正レンズ５と、検出器６とを備えて構成されており、図略の帯電器により周面が正極性に略均一に帯電された感光体ドラムＤのその周面に、所定の画像データに基づいてレーザ光を照射し、その照射部分の表面電位を減少させて、感光体ドラムＤの周面に静電潜像を形成するものである。 As shown in FIG. 1, the electrophotographic optical system 1 includes a laser light source 2, a collimator lens 3, an optical deflector 4, a correction lens 5, and a detector 6. The peripheral surface of the photosensitive drum D, whose peripheral surface is substantially uniformly charged to a positive polarity by a charger, is irradiated with laser light based on predetermined image data, and the surface potential of the irradiated portion is reduced, thereby An electrostatic latent image is formed on the peripheral surface of the body drum D.

レーザ光源２は、感光体ドラムＤの感度波長に応じたレーザ光を出射するものであり、例えばガスレーザや半導体レーザである。コリメータレンズ３は、レーザ光を感光体ドラムＤの表面上の画素に相当するビーム径に集光するものである。 The laser light source 2 emits laser light according to the sensitivity wavelength of the photosensitive drum D, and is, for example, a gas laser or a semiconductor laser. The collimator lens 3 condenses laser light to a beam diameter corresponding to pixels on the surface of the photosensitive drum D.

光偏向器４は、レーザ光源２からコリメータレンズ３を介して出射されたレーザ光を所定の平面Ｕに沿って走査するものであり、本実施形態では、レーザ光を回転中の感光体ドラムＤの幅方向（感光体ドラムＤの軸方向）に繰り返して走査する。なお、光偏向器４の詳細な構成については後述する。以下、前記所定の平面を光走査面Ｕという。 The optical deflector 4 scans the laser light emitted from the laser light source 2 through the collimator lens 3 along a predetermined plane U. In this embodiment, the photosensitive drum D rotating the laser light. Are repeatedly scanned in the width direction (the axial direction of the photosensitive drum D). The detailed configuration of the optical deflector 4 will be described later. Hereinafter, the predetermined plane is referred to as an optical scanning plane U.

補正レンズ５は、感光体ドラムＤの表面上でのレーザ光の走査速度を当該補正レンズ５の歪みにより一定にするものである。検出器６は、例えばフォトダイオード等からなる光電変換素子を備えて構成されており、レーザ光の点滅開始タイミングを設定するべく、感光体ドラムＤの周面へのレーザ光の到達の有無を検出するものである。 The correction lens 5 makes the scanning speed of the laser light on the surface of the photosensitive drum D constant by the distortion of the correction lens 5. The detector 6 includes a photoelectric conversion element such as a photodiode, and detects whether or not the laser beam has reached the peripheral surface of the photosensitive drum D in order to set the flashing start timing of the laser beam. To do.

図２は、光偏向器４の構成を示す外観斜視図である。 FIG. 2 is an external perspective view showing the configuration of the optical deflector 4.

図２に示すように、光偏向器４は、フレーム７、第１ミラー８、第２ミラー９、第１永久磁石１０、第２永久磁石１１、湾曲ミラー１２、第１ねじりバネ１３、第２ねじりバネ１４、第３ねじりバネ１５、第１コイル１６及び第２コイル１７を有して構成されている。 As shown in FIG. 2, the optical deflector 4 includes a frame 7, a first mirror 8, a second mirror 9, a first permanent magnet 10, a second permanent magnet 11, a curved mirror 12, a first torsion spring 13, and a second. The torsion spring 14, the third torsion spring 15, the first coil 16, and the second coil 17 are configured.

フレーム７は、金属や樹脂等からなる板をプレス加工やエッチング加工により、中央に四角形状の開口部７ａを有して形成された四角形状の部材である。 The frame 7 is a quadrangular member formed by pressing or etching a plate made of metal, resin, or the like so as to have a quadrangular opening 7a at the center.

第１ミラー８及び第２ミラー９は、略同様の構成を有するものであり、一方の面に光の反射面を有する軸対称の形状、例えば正方形状の部材である。第１ミラー８及び第２ミラー９は、フレーム７と同一平面上であって、且つ前記反射面を同じ側に向かせた状態で、前記フレーム７の開口部７ａ内に所定の間隙を介して並設されている。具体的には、第１ミラー８及び第２ミラー９は、その外周縁部がフレーム７の周縁部に対し所定の間隙を介して略平行となり、且つフレーム７のうち矢印Ａ方向における中央位置を通る軸Ｐを想定したとき、第１ミラー８及び第２ミラー９は、その軸Ｐに対して対称となるように設置されている。第１、第２ミラー８，９の反射面は、特許請求の範囲における反射面の一例である。また、本実施形態では、軸Ｐを通り前記フレーム７が構成する平面と直交する平面が、特許請求の範囲における「所定の平面」に相当する。 The first mirror 8 and the second mirror 9 have substantially the same configuration, and are axisymmetric shapes having a light reflecting surface on one surface, for example, a square member. The first mirror 8 and the second mirror 9 are on the same plane as the frame 7 and with the reflecting surface facing the same side, with a predetermined gap in the opening 7a of the frame 7. It is installed side by side. Specifically, the first mirror 8 and the second mirror 9 have their outer peripheral edge portions substantially parallel to the peripheral edge portion of the frame 7 via a predetermined gap, and the center position of the frame 7 in the arrow A direction is set. When the passing axis P is assumed, the first mirror 8 and the second mirror 9 are installed so as to be symmetric with respect to the axis P. The reflective surfaces of the first and second mirrors 8 and 9 are examples of the reflective surfaces in the claims. In the present embodiment, a plane that passes through the axis P and is orthogonal to the plane that the frame 7 forms corresponds to a “predetermined plane” in the claims.

第１、第２永久磁石１０，１１は、フレーム７の対向する２組の辺のうち、前記軸Ｐと平行な一方の組における各辺の表面に、異なる磁極が対向するように取り付けられており、第１、第２ミラー８，９の取り付け位置を含む領域に磁界を生成するものである。 The first and second permanent magnets 10 and 11 are attached so that different magnetic poles are opposed to the surface of each side in one set parallel to the axis P among the two sets of opposite sides of the frame 7. Thus, a magnetic field is generated in a region including the attachment positions of the first and second mirrors 8 and 9.

湾曲ミラー１２は、断面が円弧状を有して内周面が反射面とされた部材であり、第１、第２ミラー８、９の上方であって、当該湾曲ミラー１２の円弧の中心が、前記軸Ｐを通りフレーム７に直交する平面上に位置するように設置されている。湾曲ミラー１２は、特許請求の範囲における光学素子の一例である。 The curved mirror 12 is a member having an arc shape in cross section and having an inner peripheral surface as a reflecting surface. The curved mirror 12 is above the first and second mirrors 8 and 9, and the center of the arc of the curved mirror 12 is the center. , And installed on a plane passing through the axis P and orthogonal to the frame 7. The curved mirror 12 is an example of an optical element in the claims.

当該光偏向器４へのレーザ光は、前記軸Ｐを通るフレーム７の直交する平面に沿って第１ミラー８の前記軸Ｐ上の位置に入射される。 The laser beam to the optical deflector 4 is incident on the position of the first mirror 8 on the axis P along a plane orthogonal to the frame 7 passing through the axis P.

第１〜第３ねじりバネ１３〜１５は、弾性を有する材質で構成されており、第１ねじりバネ１３は第１ミラー８と第２ミラー９とを、第２ねじりバネ１４はフレーム７と第１ミラー８とを、第３ねじりバネ１５はフレーム７と第２ミラー９とをそれぞれ前記軸Ｐ上で連結するものである。第２、第３ねじりバネ１４、１５は、略同一の長さを有すると共に、第１ねじりバネ１３は、第２、第３ねじりバネ１４，１５の約２倍の長さ、すなわち約１／２のねじり剛性を有する。 The first to third torsion springs 13 to 15 are made of an elastic material, the first torsion spring 13 includes the first mirror 8 and the second mirror 9, and the second torsion spring 14 includes the frame 7 and the second torsion spring 13. The first mirror 8 and the third torsion spring 15 connect the frame 7 and the second mirror 9 on the axis P, respectively. The second and third torsion springs 14 and 15 have substantially the same length, and the first torsion spring 13 is about twice as long as the second and third torsion springs 14 and 15, that is, about 1 /. 2 torsional rigidity.

第１、第２コイル１６，１７は、それぞれ図略の駆動回路に接続された１巻きの略正方形状を有するコイルであり、第１、第２ミラー８，９にその周縁に沿って内蔵されており、第１、第２永久磁石１０、１１による磁界と第１、第２コイル１６，１７に流れる電流とで、当該第１、第２コイル１６，１７に電磁気力を発生させ、この電磁気力を用いて第１、第２ミラー８，９の前記軸Ｐを中心とする（前記軸Ｐを回転軸として）回転方向の動作を第１、第２ミラー８，９に付与するようにしている。以下、軸Ｐを回転軸Ｐという。 The first and second coils 16 and 17 are coils each having a substantially square shape connected to a drive circuit (not shown), and are incorporated in the first and second mirrors 8 and 9 along the periphery thereof. The electromagnetic force is generated in the first and second coils 16 and 17 by the magnetic field generated by the first and second permanent magnets 10 and 11 and the current flowing in the first and second coils 16 and 17. The first and second mirrors 8 and 9 are applied to the first and second mirrors 8 and 9 by using a force to rotate the first and second mirrors 8 and 9 around the axis P (with the axis P as a rotation axis). Yes. Hereinafter, the axis P is referred to as a rotation axis P.

図３は、第１、第２コイル１６，１７に生じる駆動力の発生原理を示す図である。なお、図３に示す図の上下方向は、図１に示す電子写真光学系１の上下方向に一致するものではないが、図３の説明では、この図３における上下方向を上下というものとする。 FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of generation of the driving force generated in the first and second coils 16 and 17. 3 does not coincide with the vertical direction of the electrophotographic optical system 1 shown in FIG. 1, but in the description of FIG. 3, the vertical direction in FIG. .

図３に示すように、前記駆動回路により、第１コイル１６に、端子ａを正極、端子ｂを負極として駆動信号（駆動電流）が供給されると、フレミングの法則により、第１コイル１６のうち第１永久磁石１０に対向する部位１６ａには下向きの電磁気力Ｆが作用し、第２永久磁石１１に対向する部位１６ｂには上向きの電磁気力Ｆが作用する。その結果、第１ミラー８は、図２に示す矢印Ｂの方向からみて前記回転軸Ｐを中心として時計回りに回転する。 As shown in FIG. 3, when a driving signal (driving current) is supplied to the first coil 16 by the driving circuit with the terminal a as the positive electrode and the terminal b as the negative electrode, the Fleming's law Among them, the downward electromagnetic force F acts on the portion 16 a facing the first permanent magnet 10, and the upward electromagnetic force F acts on the portion 16 b facing the second permanent magnet 11. As a result, the first mirror 8 rotates clockwise about the rotation axis P as seen from the direction of the arrow B shown in FIG.

また、前記駆動回路により、第１コイル１６に、端子ａを負極、端子ｂを正極として駆動信号（駆動電流）が供給されると、第１コイル１６のうち第１永久磁石１０に対向する部位１６ａには上向きの電磁気力Ｆが作用し、第２永久磁石１１に対向する部位１６ｂには下向きの電磁気力Ｆが作用する。その結果、第１ミラー８は、図２に示す矢印Ｂの方向からみて前記回転軸Ｐを中心として反時計回りに回転する。 Further, when a driving signal (driving current) is supplied to the first coil 16 with the terminal a serving as a negative electrode and the terminal b serving as a positive electrode by the driving circuit, a portion of the first coil 16 that faces the first permanent magnet 10. An upward electromagnetic force F acts on 16a, and a downward electromagnetic force F acts on a portion 16b facing the second permanent magnet 11. As a result, the first mirror 8 rotates counterclockwise around the rotation axis P as seen from the direction of the arrow B shown in FIG.

一方、第２コイル１７に、前記駆動回路により、端子ｃを正極、端子ｄを負極として駆動信号（駆動電流）が供給されると、第２コイル１７のうち第１永久磁石１０に対応する部位１７ａには上向きの電磁気力Ｆが作用し、第２永久磁石１１に対応する部位１７ｂには下向きの電磁気力Ｆが作用する。その結果、第２ミラー９は、図２に示す矢印Ｂの方向からみて前記回転軸Ｐを中心として反時計回りに回転する。 On the other hand, when a drive signal (drive current) is supplied to the second coil 17 by the drive circuit with the terminal c as the positive electrode and the terminal d as the negative electrode, the portion of the second coil 17 corresponding to the first permanent magnet 10. An upward electromagnetic force F acts on 17a, and a downward electromagnetic force F acts on a portion 17b corresponding to the second permanent magnet 11. As a result, the second mirror 9 rotates counterclockwise around the rotation axis P as seen from the direction of the arrow B shown in FIG.

また、第２コイル１７に、前記駆動回路により、端子ｃを負極、端子ｄを正極として駆動信号（駆動電流）が供給されると、第２コイル１７のうち第１永久磁石１０に対応する部位１７ａには下向きの電磁気力Ｆが作用し、第２永久磁石１１に対応する部位１７ｂには上向きの電磁気力Ｆが作用する。その結果、第２ミラー９は、前記回転軸Ｐを中心として矢印Ｂの方向からみて時計回りに回転する。 When a drive signal (drive current) is supplied to the second coil 17 by the drive circuit with the terminal c as the negative electrode and the terminal d as the positive electrode, the portion of the second coil 17 corresponding to the first permanent magnet 10. A downward electromagnetic force F acts on 17a, and an upward electromagnetic force F acts on a portion 17b corresponding to the second permanent magnet 11. As a result, the second mirror 9 rotates clockwise about the rotation axis P as seen from the direction of the arrow B.

以上のような駆動力の発生原理に基づき、本実施形態では、第１コイル１６の端子ａから端子ｂに電流が流れる方向、及び、第２コイル１７の端子ｃから端子ｄに電流が流れる方向を正とすると、第１、第２コイル１６，１７に例えば図４に示すような正弦波状の交流信号（電流）Ｉ_１，Ｉ_２を供給することにより、第１、第２コイル１６，１７に作用する電磁気力の方向を時間的に変化させる。なお、図４（ａ）は、第１コイル１６に供給する電流の波形を示し、横軸は時間ｔ、縦軸は電流値Ｉ_１であり、図４（ｂ）は、第２コイル１７に供給する電流の波形を示し、横軸は時間ｔ、縦軸は電流値Ｉ_２である。前記交流信号の周波数は、第１、第２ミラー８，９の共振周波数と同一の周波数に設定されており、その振幅は、検出器６により検出されるレーザ光の到達タイミングの周期が一定となるように設定される。なお、第１、第２コイル１６，１７に供給する交流信号は、正弦波状のものに限らずパルス状のものであってもよい。 In the present embodiment, based on the principle of generating the driving force as described above, the direction in which current flows from the terminal a to the terminal b of the first coil 16 and the direction in which current flows from the terminal c to the terminal d of the second coil 17. Is positive, the first and second coils 16 and 17 are supplied with sinusoidal alternating current signals (currents) I ₁ and I ₂ as shown in FIG. The direction of the electromagnetic force acting on is changed with time. Incidentally, FIG. 4 (a) shows the waveform of the current supplied to the first coil 16, the horizontal axis indicates time t, the vertical axis indicates the current value _{I 1,} Fig. 4 (b), the second coil 17 shows the waveform of the current supplied, the horizontal axis represents time t, the vertical axis represents the current value I _2. The frequency of the AC signal is set to the same frequency as the resonance frequency of the first and second mirrors 8 and 9, and the amplitude of the arrival timing period of the laser beam detected by the detector 6 is constant. Is set to be The AC signal supplied to the first and second coils 16 and 17 is not limited to a sinusoidal one but may be a pulse-like one.

ここで、第１ミラー８を含む振動系と第２ミラー９を含む振動系とは、質量及び剛性が等しいため、第１、第２ミラー８，９には、振幅及び周波数が同一で逆位相の前記回転軸Ｐ周りの振動が発生する。以下、この振動をねじり振動という。図５は、第１ミラー８及び第２ミラー９の駆動時における一状態を示す図である。なお、第１ねじりバネ１３は、軸方向の中央部を境界として反対方向にねじれるため、第２、第３ねじりバネ１４、１５と同一のねじり剛性を有する。 Here, since the vibration system including the first mirror 8 and the vibration system including the second mirror 9 have the same mass and rigidity, the first and second mirrors 8 and 9 have the same amplitude and frequency and have opposite phases. The vibration around the rotation axis P is generated. Hereinafter, this vibration is referred to as torsional vibration. FIG. 5 is a diagram illustrating a state when the first mirror 8 and the second mirror 9 are driven. The first torsion spring 13 has the same torsional rigidity as the second and third torsion springs 14 and 15 because the first torsion spring 13 is twisted in the opposite direction with the central portion in the axial direction as a boundary.

第１、第２ミラー８，９を含む振動系は、図６（ａ）に示すように、伸縮する３個のコイルバネＳ１〜Ｓ３と２個の振動子Ｘ１，Ｘ２とを用いたモデルで表すことができる。平面内の固有振動には、図６（ｂ）に示すように、振動子Ｘ１，Ｘ２が同様に上下動する同位相の振動と、図６（ｃ）に示すように、振動子Ｘ１、Ｘ２の上下動が反転する逆位相の振動の２種類が存在する。振動子Ｘ１，Ｘ２が同様に上下動する同位相の振動は、第１、第２ミラー８，９が同方向に振動し第１ねじりバネ１３にねじれが生じない振動に相当し、振動子Ｘ１、Ｘ２の上下動が反転する逆位相の振動は、第１ねじりバネ１３がねじれるように第１、第２ミラー８，９が反対方向に回動してなる振動に相当する。 As shown in FIG. 6A, the vibration system including the first and second mirrors 8 and 9 is expressed by a model using three coil springs S1 to S3 that expand and contract and two vibrators X1 and X2. be able to. As shown in FIG. 6 (b), in-plane natural vibration includes in-phase vibrations in which the vibrators X1 and X2 similarly move up and down, and vibrators X1 and X2 as shown in FIG. 6 (c). There are two types of vibrations of opposite phase that reverse the vertical movement of the. The same-phase vibrations in which the vibrators X1 and X2 similarly move up and down correspond to vibrations in which the first and second mirrors 8 and 9 vibrate in the same direction and the first torsion spring 13 does not twist, and the vibrator X1 , The reverse-phase vibration in which the vertical movement of X2 is reversed corresponds to the vibration in which the first and second mirrors 8 and 9 are rotated in opposite directions so that the first torsion spring 13 is twisted.

これらの振動は、周波数が異なり、図６（ｂ）に示す振動の周波数をｆ１、図６（ｃ）に示す振動の周波数をｆ２とすると、図６（ｃ）に示す振動は、図６（ｂ）に示す振動にバネＳ１の伸縮動作が加わるため、図６（ｃ）に示す振動の周波数ｆ２の方が、図６（ｂ）に示す振動の周波数ｆ１に比して大きい。 These vibrations have different frequencies. When the vibration frequency shown in FIG. 6B is f1, and the vibration frequency shown in FIG. 6C is f2, the vibration shown in FIG. Since the expansion and contraction operation of the spring S1 is added to the vibration shown in b), the vibration frequency f2 shown in FIG. 6C is larger than the vibration frequency f1 shown in FIG. 6B.

すなわち、バネＳ１の伸縮は、第１ねじりバネ１３がねじれることに相当するものであり、延いては、第１ねじりバネ１３がねじれる第１、第２ミラー８，９に逆位相の前記回転軸Ｐ周りの振動の方が、第１ねじりバネ１３にねじれが生じない第１、第２ミラー８，９が同位相の振動に比して、第１、第２ミラー８，９の大きな振動周波数が得られることを意味する。このことから、本実施形態では、光走査の高速化のため、第１ねじりバネ１３がねじれる第１、第２ミラー８，９に逆位相の前記回転軸Ｐ周りの振動を発生させるようにしている。 That is, the expansion and contraction of the spring S1 corresponds to that the first torsion spring 13 is twisted. As a result, the first and second mirrors 8 and 9 in which the first torsion spring 13 is twisted are in opposite phases to the rotation shaft. The first and second mirrors 8 and 9 that are not twisted in the first torsion spring 13 in the vibration around P are larger in vibration frequency than the first and second mirrors 8 and 9 in the same phase. Is obtained. Therefore, in this embodiment, in order to increase the speed of optical scanning, the first and second mirrors 8 and 9 in which the first torsion spring 13 is twisted are caused to generate vibrations around the rotation axis P in opposite phases. Yes.

図７は、光偏向器４によるレーザ光の偏向動作の様子を示す図であり、図７（ａ）は、図２に示す矢印Ｂ方向から見た正面図、図７（ｂ）は、側断面図である。
7A and 7B are diagrams showing a state of the deflection operation of the laser light by the optical deflector 4, FIG. 7A is a front view seen from the direction of the arrow B shown in FIG. 2, and FIG. It is sectional drawing.

図７に示すように、光偏向器４には第１、第２ミラー８，９の並び方向のうち一方側からレーザ光が入射されるように、レーザ光源２及びコリメータレンズ３が設置されており、前述したように、光偏向器４へのレーザ光は、前記回転軸Ｐを通り且つフレーム７に直交する平面に沿って第１ミラー８の前記回転軸Ｐ上の位置に入射される。 As shown in FIG. 7, a laser light source 2 and a collimator lens 3 are installed on the optical deflector 4 so that laser light is incident from one side of the arrangement direction of the first and second mirrors 8 and 9. As described above, the laser beam to the optical deflector 4 is incident on the first mirror 8 on the rotational axis P along a plane that passes through the rotational axis P and is orthogonal to the frame 7.

光偏向器４に入射された光線Ｓ１は、第１ミラー８、湾曲ミラー１２、第２ミラー９の順に反射されたのち（図７（ｂ）中のＳ２，Ｓ３は、第１ミラー８及び湾曲ミラー１２による反射光を示す）、感光体ドラムＤに出射される。 The light beam S1 incident on the optical deflector 4 is reflected in the order of the first mirror 8, the curved mirror 12, and the second mirror 9 (S2 and S3 in FIG. 7B are the first mirror 8 and the curved surface). The light reflected by the mirror 12 is shown) and emitted to the photosensitive drum D.

そして、第１、第２ミラー８，９が静止状態にある場合には、図７（ａ）に示すように、光線Ｓ１〜Ｓ４は、図２に示す矢印Ｂの方向から見て一直線上に並び、且つ、図７（ｂ）に示すように、フレーム７及び第１、第２ミラー８，９で構成される平面に直交する垂線のうち、湾曲ミラー１２の反射点Ｑを通る垂線Ｍに対し、側方からみて光線Ｓ１と光線Ｓ４と、光線Ｓ２と光線Ｓ３とはそれぞれ線対称の関係となる。なお、図７（ａ）では、反射の状態を明示するため、光線Ｓ１〜Ｓ４をずらして描いている。 When the first and second mirrors 8 and 9 are in a stationary state, as shown in FIG. 7A, the light beams S1 to S4 are in a straight line as seen from the direction of the arrow B shown in FIG. As shown in FIG. 7 (b), the vertical line M that passes through the reflection point Q of the curved mirror 12 among the vertical lines orthogonal to the plane formed by the frame 7 and the first and second mirrors 8 and 9. On the other hand, when viewed from the side, the light rays S1 and S4, and the light rays S2 and S3 have a line-symmetric relationship. In FIG. 7A, the light rays S1 to S4 are drawn while being shifted in order to clearly show the state of reflection.

図８は、第１、第２ミラー８，９にねじり振動を発生させたときの該第１、第２ミラー８，９の一状態と、この状態におけるレーザ光の光路を示す図であり、図８（ａ）は、図２（ａ）に示す矢印Ｂ方向から見た正面図、図８（ｂ）は、側面図である。 FIG. 8 is a diagram showing one state of the first and second mirrors 8 and 9 when torsional vibration is generated in the first and second mirrors 8 and 9, and the optical path of the laser beam in this state. Fig.8 (a) is the front view seen from the arrow B direction shown to Fig.2 (a), FIG.8 (b) is a side view.

図８（ａ）に示すように、図７（ａ）に示す状態から、第１ミラー８が反時計回りに角度θ、第２ミラー９が時計周りに角度θだけ回転したときの状態に着目する。このとき、図８（ａ）に示すように、光線Ｓ１は、正面から見て、第１ミラー８により入射点Ｔを通る第１ミラー８の法線Ｌ１に対して前記光線Ｓ１と反対側の角度θをなす方向に反射される。また、この反射による光線Ｓ２’は、湾曲ミラー１２により正面から見て同じ方向に反射され、この反射による光線Ｓ３’は、第２ミラー９上の前記入射点Ｔに入射し、第２ミラー９によりその入射点Ｔを通る第２ミラー９の法線Ｌ２に対して前記光線Ｓ３’と反対側の角度３θをなす方向に反射される（光線Ｓ４’）。 As shown in FIG. 8A, attention is paid to the state when the first mirror 8 is rotated counterclockwise by the angle θ and the second mirror 9 is rotated clockwise by the angle θ from the state shown in FIG. 7A. To do. At this time, as shown in FIG. 8A, the light ray S1 is located on the opposite side to the normal ray L1 of the first mirror 8 passing through the incident point T by the first mirror 8 when viewed from the front. Reflected in a direction that forms an angle θ. The reflected light beam S2 ′ is reflected in the same direction as viewed from the front by the curved mirror 12, and the reflected light beam S3 ′ is incident on the incident point T on the second mirror 9, and the second mirror 9 Is reflected in a direction that forms an angle 3θ opposite to the light ray S3 ′ with respect to the normal line L2 of the second mirror 9 passing through the incident point T (light ray S4 ′).

したがって、図２（ａ）に示す矢印Ｂ方向から見て、光線Ｓ４’は、光線Ｓ１に対して角度４θをなす方向に出射されることとなる。ここで、角度θをθ＝±２２．５度とすると、第１、第２ミラー８，９による２回の反射で計±９０度、すなわち半円分（１８０度）のレーザ光の走査が可能となる。 Accordingly, when viewed from the direction of the arrow B shown in FIG. 2A, the light beam S4 'is emitted in a direction that forms an angle 4θ with respect to the light beam S1. Here, if the angle θ is θ = ± 22.5 degrees, the laser light is scanned by a total of ± 90 degrees, that is, a semicircle (180 degrees) by two reflections by the first and second mirrors 8 and 9. It becomes possible.

このように、本実施形態の光偏向器４では、大きな偏向角が得られるため、光偏向器４と感光体ドラムＤとの間の距離を短くしても、感光体ドラムＤの幅方向（感光体ドラムＤの軸方向）において十分な光の走査量が得られる。したがって、光偏向器４と感光体ドラムＤとの間の距離を短くすることができ、その結果、電子写真光学系１全体の小型化を図ることができる。 As described above, in the optical deflector 4 of the present embodiment, a large deflection angle is obtained. Therefore, even if the distance between the optical deflector 4 and the photosensitive drum D is shortened, the width direction of the photosensitive drum D ( A sufficient amount of light scanning can be obtained in the axial direction of the photosensitive drum D). Therefore, the distance between the optical deflector 4 and the photosensitive drum D can be shortened, and as a result, the entire electrophotographic optical system 1 can be reduced in size.

また、第１、第２ミラー８，９を共振周波数で振動させるようにしたので、第１、第２ミラー８，９を他の周波数で振動させる場合に比して、小さい消費電力で大きな振動振幅を得ることができ、また、第１、第２ミラー８，９の回転速度も増大するため、光走査の高速化を図ることができる。 In addition, since the first and second mirrors 8 and 9 are vibrated at the resonance frequency, the first and second mirrors 8 and 9 are vibrated greatly with low power consumption as compared with the case of vibrating at the other frequencies. Since the amplitude can be obtained and the rotation speeds of the first and second mirrors 8 and 9 are increased, the speed of the optical scanning can be increased.

また、第２ミラー９のレーザ光の出射点（反射点）は、常に前記回転軸Ｐ上に位置するので、第２ミラー９のレーザ光の出射点が逐次変化する構成のものに比して、第２ミラー９、延いては光偏向器１を小型化することができるとともに、感光体ドラムＤに向けて高精度に光を出射することができ、さらには、補正レンズ５の設計が容易となりコストの抑制を図ることができる。 In addition, since the laser beam emission point (reflection point) of the second mirror 9 is always located on the rotation axis P, the laser beam emission point of the second mirror 9 changes sequentially. The second mirror 9 and thus the optical deflector 1 can be reduced in size, light can be emitted with high precision toward the photosensitive drum D, and the correction lens 5 can be easily designed. Therefore, cost can be reduced.

また、本実施形態の光偏向器４においては、部材が摩擦する構造等がほとんど無いため、騒音や発熱が少ない長寿命の光偏向器１を実現することができる。 In addition, in the optical deflector 4 of the present embodiment, since there is almost no structure or the like that the member rubs, the long-life optical deflector 1 with less noise and heat generation can be realized.

なお、本発明は、前記実施形態に加えて、あるいは前記実施形態に代えて次の変形形態［１］〜［４］も採用可能である。 Note that the present invention can employ the following modifications [1] to [4] in addition to or in place of the above-described embodiment.

［１］前記第１の実施形態では、第１ミラー８からのレーザ光を第２ミラー９に反射する反射部材として、円弧状断面を有し内周面が反射面とされた湾曲ミラー１２を備えたが、これに代えて、図９に示すようなミラーを形成してもよい。 [1] In the first embodiment, as the reflecting member that reflects the laser light from the first mirror 8 to the second mirror 9, the curved mirror 12 having an arc-shaped cross section and having an inner peripheral surface as a reflecting surface is used. However, instead of this, a mirror as shown in FIG. 9 may be formed.

本実施形態に係るミラーは、図９（ａ）に示すように、前記湾曲ミラー１２の円弧状の反射面を矢印Ｃの方向に複数に分割してなる各反射面を、図９（ｂ），（ｃ）に示すように、矢印Ｃの方向に不連続的に並列して形成したものである（分割線を点線で示している）。図９（ｂ）は、このミラー１２’の断面図、図９（ｃ）は、ミラー１２’の外観斜視図である。 As shown in FIG. 9A, the mirror according to the present embodiment has each reflecting surface obtained by dividing the arc-shaped reflecting surface of the curved mirror 12 into a plurality of parts in the direction of arrow C, as shown in FIG. , (C), it is formed discontinuously in parallel in the direction of arrow C (the dividing line is indicated by a dotted line). FIG. 9B is a sectional view of the mirror 12 ′, and FIG. 9C is an external perspective view of the mirror 12 ′.

このミラーは、各部位における曲率半径、延いては光の入射角と反射角との関係が前記湾曲ミラー１２と同一であるから、前記湾曲ミラー１２と略同様の機能を有している。また、このミラーを採用することで、第１ミラー８からのレーザ光を第２ミラー９に反射する反射部材（ミラー）の薄型化を図ることができる（Ｒ１＜Ｒ２）。 This mirror has substantially the same function as the curved mirror 12 because the radius of curvature at each part, and the relationship between the incident angle of light and the reflection angle is the same as that of the curved mirror 12. Further, by adopting this mirror, it is possible to reduce the thickness of the reflecting member (mirror) that reflects the laser light from the first mirror 8 to the second mirror 9 (R1 <R2).

ところで、この薄型ミラーと反射面が平面状の平面ミラーとを組み合わせたミラーを用いて光偏向器を構成することにより、次のような利点を有する。図１０は、前述の組み合せたミラーを用いて構成した光偏向器によるレーザ光の偏向動作の様子を示す図であり、図１０（ａ）は、光偏向器の外観斜視図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の矢印Ｄの方向から見た側面図、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）の矢印Ｅの方向から見た正面図である。 By the way, the following advantages are obtained by configuring an optical deflector using a mirror in which this thin mirror and a planar mirror having a planar reflecting surface are combined. FIG. 10 is a diagram showing the state of the deflection operation of the laser beam by the optical deflector configured using the above-described combined mirror, FIG. 10A is an external perspective view of the optical deflector, and FIG. ) Is a side view seen from the direction of arrow D in FIG. 10A, and FIG. 10C is a front view seen from the direction of arrow E in FIG.

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態におけるミラー１２’は、図９に示すように反射面が形成された短冊状湾曲ミラー部１２ａ’と、反射面が平面状に形成された平面ミラー部１２ｂ’とを並列して一体的に構成したものであり、レーザ光の入射側に平面ミラー部１２ｂ’が、レーザ光の出射側に短冊状湾曲ミラー部１２ａ’が位置するように配置されている。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the mirror 12 ′ in the present embodiment includes a strip-shaped curved mirror portion 12a ′ in which a reflecting surface is formed as shown in FIG. The formed flat mirror portion 12b ′ is integrally formed in parallel, and the flat mirror portion 12b ′ is positioned on the laser beam incident side, and the strip-shaped curved mirror portion 12a ′ is positioned on the laser beam emission side. Are arranged to be.

そして、このような構成において、レーザ光源２からの光を第１ミラー８に照射するのではなく平面ミラー部１２ｂ’に照射するようにすることで、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、当該光偏向器への入射光とその出射光とが略平行となるようにレーザ光源２及びコリメータレンズ３を配置することができる。その結果、電子写真光学系１における前記光走査面（図１に示す平面Ｕ）の法線方向の長さを短縮化（薄型化）することができる（図１０（ｂ）に示す長さＷ１＜図８に示す長さＷ２）。 In such a configuration, the light from the laser light source 2 is irradiated to the plane mirror portion 12b ′ instead of irradiating the first mirror 8 as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). As described above, the laser light source 2 and the collimator lens 3 can be arranged so that the incident light to the optical deflector and the emitted light are substantially parallel to each other. As a result, the length in the normal direction of the optical scanning surface (plane U shown in FIG. 1) in the electrophotographic optical system 1 can be shortened (thinned) (length W1 shown in FIG. 10B). <Length W2 shown in FIG.

また、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ａ）の矢印Ｅの方向（正面）からみて、平面ミラー部１２ｂ’の反射による光線Ｓ２”は、第１ミラー８の反射面における回転軸Ｐ上に入射し、第１ミラー８の反射面における反射点は移動しない。さらに、図１０（ｂ）に示すように、ミラー１２’と第１、第２ミラー８，９との間隔はそれぞれ一定であるため、第２ミラー９の反射面への光線Ｓ４”の入射位置（前記反射点Ｇ）は変化しない。 Further, as shown in FIG. 10C, the light beam S <b> 2 ″ reflected by the plane mirror portion 12 b ′ is rotated on the reflection surface of the first mirror 8 when viewed from the direction (front) of the arrow E in FIG. The light is incident on the axis P, and the reflection point on the reflection surface of the first mirror 8 does not move, and the distance between the mirror 12 ′ and the first and second mirrors 8 and 9 is as shown in FIG. Since each is constant, the incident position of the light beam S4 ″ on the reflection surface of the second mirror 9 (the reflection point G) does not change.

その結果、第１、第２ミラー８，９における回転軸Ｐ方向の長さを短縮化（第１、第２ミラー８，９の小型化）を図ることができ、これにより共振周波数を増大させることができるとともに、補正レンズ５の設計が容易となり、コストの抑制を図ることができる。 As a result, the length of the first and second mirrors 8 and 9 in the direction of the rotation axis P can be shortened (the size of the first and second mirrors 8 and 9 can be reduced), thereby increasing the resonance frequency. In addition, the correction lens 5 can be easily designed and the cost can be reduced.

なお、前記平面ミラー部１２ｂ’を設けずに、全面を短冊状湾曲ミラーとして形成した場合には、レーザ光源１の取付け姿勢（レーザ光源１から出射するレーザ光の光偏向器に対する角度）に多少の誤差が生じていても、この平面ミラー部１２ｂ’の反射による光線Ｓ２”を第１ミラー８の反射面における回転軸Ｐ上に導くことができる。したがって、高い組み立て精度が要求されないため、コストダウンを図ることができる。 In the case where the entire surface is formed as a strip-shaped curved mirror without providing the flat mirror portion 12b ', the mounting position of the laser light source 1 (the angle of the laser light emitted from the laser light source 1 with respect to the optical deflector) is somewhat. Even if an error occurs, the light beam S2 "reflected by the plane mirror portion 12b 'can be guided onto the rotation axis P on the reflecting surface of the first mirror 8. Therefore, high assembly accuracy is not required, and the cost is reduced. You can go down.

［２］光偏向器は、前記第１の実施形態や変形形態［１］に限らず、次のような構成も採用可能である。図１１は、光偏向器の変形形態を示す背面斜視図である。 [2] The optical deflector is not limited to the first embodiment or the modified embodiment [1], and the following configuration may be employed. FIG. 11 is a rear perspective view showing a modification of the optical deflector.

図１１に示すように、本実施形態の光偏向器４’は、第１の実施形態と同様のフレーム７、第１、第２ミラー８，９、図略の湾曲ミラー、第１ねじりバネ１３、第２ねじりバネ１４、第３ねじりバネ１５を有する。なお、前記第１の実施形態と同様の部材については同一の番号を付している。 As shown in FIG. 11, the optical deflector 4 ′ of this embodiment includes a frame 7, first and second mirrors 8 and 9, a curved mirror (not shown), and a first torsion spring 13 similar to those of the first embodiment. The second torsion spring 14 and the third torsion spring 15 are provided. In addition, the same number is attached | subjected about the member similar to the said 1st Embodiment.

また、光偏向器４’は、図２に示す第１、第２永久磁石１０，１１に代えて、第１、第２ミラー８，９の背面に第１、第２永久磁石１８，１９が取付けられており、第１、第２永久磁石１８，１９は、磁極の並び方向（Ｓ極及びＮ極の並ぶ方向）が回転軸Ｐに直交するように設置されている。 Further, the optical deflector 4 ′ has first and second permanent magnets 18 and 19 on the back surfaces of the first and second mirrors 8 and 9 instead of the first and second permanent magnets 10 and 11 shown in FIG. 2. The first and second permanent magnets 18 and 19 are installed such that the arrangement direction of the magnetic poles (the arrangement direction of the S pole and the N pole) is orthogonal to the rotation axis P.

さらに、光偏向器４’には、図２に示す第１、第２コイル１６，１７に代えて、多重巻きのコイル２０がフレーム７の背面側に設置されている。このコイル２０は、端子ｅ，ｆから電流が供給されたときに該コイル２０に発生する磁極の並び方向が、フレーム７の法線方向となるように設置されている。 Furthermore, in the optical deflector 4 ′, a multi-turn coil 20 is installed on the back side of the frame 7 instead of the first and second coils 16 and 17 shown in FIG. 2. The coil 20 is installed so that the arrangement direction of the magnetic poles generated in the coil 20 when current is supplied from the terminals e and f is the normal direction of the frame 7.

このような構成を有する光偏向器４’においては、図１１（ｂ）に示すように、背面側からみてコイル２０に例えば図１１（ｂ）に示す電流ｉの方向に電流が流れたときには、このコイル２０のフレーム側にはＮ極が、背面側にはＳ極が発生する。このため、第１ミラー８の背面に設置された第１磁石１８の磁極のうちＳ極には、コイル２０との間で引力が作用する一方、Ｎ極には反発力が作用するため、矢印Ｂの方向（正面）からみて、第１ミラー８は反時計回りに回転する。 In the optical deflector 4 ′ having such a configuration, as shown in FIG. 11B, when a current flows through the coil 20 in the direction of the current i shown in FIG. The coil 20 has an N pole on the frame side and an S pole on the back side. For this reason, among the magnetic poles of the first magnet 18 installed on the back surface of the first mirror 8, an attractive force acts between the coil 20 and the south pole, while a repulsive force acts on the north pole. When viewed from the direction B (front), the first mirror 8 rotates counterclockwise.

一方、この場合、第２ミラー９の背面に設置された第２磁石１９の磁極うちＮ極には反発力が作用する一方、Ｓ極には引力が作用するため、矢印Ｂの方向からみて、第２ミラー９は時計回りに回転する。 On the other hand, in this case, since the repulsive force acts on the N pole among the magnetic poles of the second magnet 19 installed on the back surface of the second mirror 9, the attractive force acts on the S pole. The second mirror 9 rotates clockwise.

このように、第１、第２ミラー８，９は、回転軸Ｐ周りに互いに逆方向に回転することとなる。したがって、コイル２０に交流信号を供給することにより、第１、第２ミラー８，９にその交流信号の周波数に対応する周波数を有するねじり振動を発生させることができる。 In this way, the first and second mirrors 8 and 9 rotate around the rotation axis P in opposite directions. Therefore, by supplying an AC signal to the coil 20, torsional vibration having a frequency corresponding to the frequency of the AC signal can be generated in the first and second mirrors 8 and 9.

特にこの構成によれば、前記第１の実施形態のように、第１、第２ミラー８，９に内蔵された第１、第２コイル１６，１７への電気配線が不要となるため、光偏向器４’の製造が容易となるとともに、電気配線の断線等の可能性が解消され、製品の信頼性を向上することができる。 In particular, according to this configuration, the electrical wiring to the first and second coils 16 and 17 incorporated in the first and second mirrors 8 and 9 is not required as in the first embodiment. The deflector 4 ′ can be easily manufactured, and the possibility of disconnection of the electric wiring is eliminated, so that the reliability of the product can be improved.

[３］図１２は、光偏向器の他の変形形態を示す斜視図である。 [3] FIG. 12 is a perspective view showing another modification of the optical deflector.

図１２に示すように、本実施形態の光偏向器４”は、第１の実施形態と同様のフレーム７、第１、第２ミラー８，９、図略の湾曲ミラー、第１ねじりバネ１３、第２ねじりバネ１４、第３ねじりバネ１５を有する一方、第１、第２永久磁石１０，１１及び第１、第２コイル１６，１７は設けられておらず、また、フレーム７の回転軸Ｐ方向における両端部が該回転軸Ｐ方向に延設され、この延設部７ａ，７ｂの表面に、圧電素子板２１〜２４が導電性を有する接着剤で固定されている。 As shown in FIG. 12, the optical deflector 4 ″ of this embodiment includes a frame 7, the first and second mirrors 8 and 9, the curved mirror not shown, and the first torsion spring 13 similar to those of the first embodiment. The second torsion spring 14 and the third torsion spring 15 are provided, but the first and second permanent magnets 10 and 11 and the first and second coils 16 and 17 are not provided. Both end portions in the P direction extend in the direction of the rotation axis P, and the piezoelectric element plates 21 to 24 are fixed to the surfaces of the extending portions 7a and 7b with a conductive adhesive.

圧電素子板２１〜２４は、電極２５〜２８を有しており、この電極２５〜２８は導線を介して交流電源と接続されている。また、フレーム７の背面は導電性を有していてグランドに接続されている。 The piezoelectric element plates 21 to 24 have electrodes 25 to 28, and the electrodes 25 to 28 are connected to an AC power source via a conducting wire. The back surface of the frame 7 has conductivity and is connected to the ground.

圧電素子板２１〜２４は、図示しないが、ＰＴＺ等の圧電特性を示すセラミック単板の表裏面に電極２５〜２８（裏面の電極は図示せず）を設けてなり、その電極２５〜２８が電源に接続されている。そして、圧電素子板２１〜２４は、その板面が延設部７ａ，７ｂの板面と平行となるように設置されており、電極２５〜２８に電圧が印加されると、圧電素子板２１〜２４には、その厚み方向に伸縮力が発生する。圧電素子板２１〜２４は、弾性体であるから、例えば厚み方向に収縮するとこの厚み方向と直交する平面方向への伸長作用が働く。 Although not shown, the piezoelectric element plates 21 to 24 are provided with electrodes 25 to 28 (the electrodes on the back surface are not shown) on the front and back surfaces of a ceramic single plate exhibiting piezoelectric characteristics such as PTZ. Connected to power. The piezoelectric element plates 21 to 24 are installed so that the plate surfaces thereof are parallel to the plate surfaces of the extending portions 7a and 7b. When a voltage is applied to the electrodes 25 to 28, the piezoelectric element plate 21 is provided. In -24, a stretching force is generated in the thickness direction. Since the piezoelectric element plates 21 to 24 are elastic bodies, for example, when contracting in the thickness direction, an extending action in a plane direction perpendicular to the thickness direction works.

ここで、圧電素子板２１〜２４は、一方の面がフレーム７の延設部７ａ，７ｂに接着剤で固定されているため、圧電素子板２１〜２４のうち、その面の近傍に位置する部位は、他方の面の近傍に位置する部位に比して伸縮動作が抑制される。したがって、圧電素子板２１〜２４への電圧印加時には、圧電素子板２１〜２４は、フレーム７と密着（対接）している側とその反対側とで、伸長量または収縮量が異なる。 Here, since one surface of the piezoelectric element plates 21 to 24 is fixed to the extending portions 7 a and 7 b of the frame 7 with an adhesive, the piezoelectric element plates 21 to 24 are positioned in the vicinity of the surface of the piezoelectric element plates 21 to 24. The part is restrained from expanding and contracting as compared to the part located in the vicinity of the other surface. Accordingly, when a voltage is applied to the piezoelectric element plates 21 to 24, the piezoelectric element plates 21 to 24 have different expansion amounts or contraction amounts on the side that is in close contact (contact) with the frame 7 and on the opposite side.

例えば、図１２の矢印Ｂの方向から見た図１３に示すように、圧電素子板２３の両面のうち、フレーム７と密着（対接）していない側の面が正電位となるように、その面に電圧が印加されると、その面の近傍に位置する部位は、他方の面（フレーム７と密着（対接）している側の面）の近傍に位置する部位に比してより伸長し、その結果、延設部７ｂのうち圧電素子２３が固定されている部分が上方に向けて湾曲変形する。 For example, as shown in FIG. 13 as viewed from the direction of arrow B in FIG. 12, among the both surfaces of the piezoelectric element plate 23, the surface that is not in close contact (contact) with the frame 7 has a positive potential. When a voltage is applied to the surface, the part located in the vicinity of the surface is more in comparison with the part located in the vicinity of the other surface (the surface on the side in close contact (contact) with the frame 7). As a result, the portion of the extending portion 7b where the piezoelectric element 23 is fixed is curved and deformed upward.

一方、圧電素子板２４の両面のうち、フレーム７と密着（対接）していない側の面が負電位となるように、その面に電圧が印加されると、その面の近傍に位置する部位は、他方の面（フレーム７と密着（対接）している側の面）の近傍に位置する部位に比してより収縮し、その結果、延設部７ｂのうち圧電素子２４が固定されている部分が下方に向けて湾曲変形する。 On the other hand, when a voltage is applied to the surface of the piezoelectric element plate 24 that is not in close contact (contact) with the frame 7 when a voltage is applied to the surface, the piezoelectric element plate 24 is positioned in the vicinity of the surface. The part contracts more than the part located in the vicinity of the other surface (the surface on the side in close contact (contact) with the frame 7). As a result, the piezoelectric element 24 is fixed in the extended portion 7b. The bent portion is curved and deformed downward.

よって、延設部７ｂは、第３ねじりバネ１５が矢印Ｂ方向から見て右斜め下側に傾斜するようにＳ字状に湾曲し、その結果、第２ミラー９は、図１３の実線で示すように、右斜め下側に傾斜する。なお、図１３においては、電極２５〜２８を図示していない。 Therefore, the extending portion 7b is curved in an S shape so that the third torsion spring 15 is inclined to the lower right side when viewed from the direction of the arrow B. As a result, the second mirror 9 is indicated by a solid line in FIG. As shown, it slopes diagonally to the lower right. In FIG. 13, the electrodes 25 to 28 are not shown.

また、圧電素子板２１，２２に、前述と同様に逆極性の電圧を印加することで、図１３の仮想線で示すように、延設部７ｂは、第３ねじりバネ１５が矢印Ｂ方向から見て右斜め上側に傾斜するようにＳ字状に湾曲し、その結果、第２ミラー９は、右斜め上側に傾斜する。 Further, by applying a reverse polarity voltage to the piezoelectric element plates 21 and 22 as described above, the extending portion 7b causes the third torsion spring 15 to move from the direction of the arrow B as shown by the phantom line in FIG. The second mirror 9 is inclined to the upper right side as a result of being curved in an S shape so as to be inclined to the upper right side as viewed.

さらに、圧電素子板２１と圧電素子板２３とで、また、圧電素子板２２と圧電素子板２４とでそれぞれ逆極性の電圧を印加することで、第１ミラー８と第２ミラー９とは、回転軸Ｐの回りを逆方向に回転する。これを用いて、圧電素子板２１〜２４に印加する駆動信号を設定することで、前記第１の実施形態等と同様のねじり振動を発生させることができる。 Further, by applying voltages of opposite polarities between the piezoelectric element plate 21 and the piezoelectric element plate 23 and between the piezoelectric element plate 22 and the piezoelectric element plate 24, the first mirror 8 and the second mirror 9 are It rotates around the rotation axis P in the reverse direction. By using this to set drive signals to be applied to the piezoelectric element plates 21 to 24, the same torsional vibration as in the first embodiment can be generated.

本実施形態においても、前記第１の実施形態のように、第１、第２ミラー８，９への電気配線が不要となり、光偏向器４”の製造が容易となるとともに、電気配線の断線等の可能性が解消され、製品の信頼性を向上することができる。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the electric wiring to the first and second mirrors 8 and 9 is not required, the manufacture of the optical deflector 4 ″ is facilitated, and the electric wiring is disconnected. Etc., and the reliability of the product can be improved.

また、前記第１の実施形態や図１１に示す変形形態における永久磁石やコイルも不要となるため、光偏向器のサイズを前記第１の実施形態や図１１に示す変形形態に比して小型化することが可能となる。さらには、光偏向器４”で発生する磁界は、前記第１の実施形態や図１１に示す変形形態等に比して小さいものであるため、該光偏向器４”から外部への磁界の漏れがほとんど無く、この磁界によって、該光偏向器４”の近傍に配置される電子部品の動作に悪影響が及ぼされるのを防止又は抑制することができる。
Further, since the permanent magnets and coils in the first embodiment and the modification shown in FIG. 11 are not required, the size of the optical deflector is smaller than that in the first embodiment and the modification shown in FIG. Can be realized. Furthermore, since the magnetic field generated by the optical deflector 4 ″ is smaller than that of the first embodiment or the modification shown in FIG. 11 , the magnetic field from the optical deflector 4 ″ to the outside is reduced. There is almost no leakage, and it is possible to prevent or suppress the magnetic field from adversely affecting the operation of the electronic component disposed in the vicinity of the optical deflector 4 ″.

［４］光偏向器は、前記各実施形態に限らず、次のような構成も採用可能である。図１４（ａ）は、光偏向器の変形形態を示す外観斜視図、図１４（ｂ）は、第１、第２ミラー３０，３１を駆動していない状態における、図１４（ａ）の矢印Ｈの方向から見た正面図、図１４（ｃ）は、第１、第２ミラー３０，３１を駆動したときの、図１４（ａ）の矢印Ｈの方向から見た正面図である。なお、第１、第２ミラー３０，３１は、前記第１、第２ミラー８，９と略同様の構成を有し、同一形状で同一の共振周波数を有するものである。 [4] The optical deflector is not limited to the above-described embodiments, and the following configuration may be employed. 14A is an external perspective view showing a modification of the optical deflector, and FIG. 14B is an arrow in FIG. 14A in a state where the first and second mirrors 30 and 31 are not driven. FIG. 14C is a front view seen from the direction of arrow H in FIG. 14A when the first and second mirrors 30 and 31 are driven. The first and second mirrors 30 and 31 have substantially the same configuration as the first and second mirrors 8 and 9 and have the same shape and the same resonance frequency.

図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の光偏向器２９は、第１ミラー３０からのレーザ光を第２ミラー３１に導く光学素子として、前記各実施形態のミラー（光を反射する部材）に代えて、レンズ（光を屈折する部材）を採用したものであり、例えば、両面が円柱面状に形成されたシリンドリカルレンズ３２が採用可能である。 As shown in FIGS. 14A and 14B, the optical deflector 29 of the present embodiment is an optical element that guides the laser light from the first mirror 30 to the second mirror 31. Instead of a member that reflects light, a lens (a member that refracts light) is used. For example, a cylindrical lens 32 having both surfaces formed in a cylindrical shape can be used.

そして、本実施形態では、シリンドリカルレンズ３２を採用したことに伴い、第１、第２ミラー３０，３１が前記シリンドリカルレンズ３２を挟んで反対側に設置されている。具体的には、第１ミラー３０がその反射面を前記シリンドリカルレンズ３２の一方の円柱面に対向した状態で配置され、第２ミラー３１がその反射面を前記シリンドリカルレンズ３２の他方の円柱面に対向した状態で配置されており、第１、第２ミラー３０，３１は、回転軸Ｚ１，Ｚ２が互いに平行な状態で、且つ回転軸Ｚ１，Ｚ２方向に位置をずらして配置されている。また、第１、第２ミラー３０，３１とシリンドリカルレンズ３２との距離は、シリンドリカルレンズ３２の焦点距離の略２倍に設定されている。 In the present embodiment, as the cylindrical lens 32 is employed, the first and second mirrors 30 and 31 are installed on the opposite side with the cylindrical lens 32 interposed therebetween. Specifically, the first mirror 30 is arranged with its reflecting surface facing one cylindrical surface of the cylindrical lens 32, and the second mirror 31 has its reflecting surface placed on the other cylindrical surface of the cylindrical lens 32. The first and second mirrors 30 and 31 are arranged in a state of being opposed to each other, with the rotation axes Z1 and Z2 being parallel to each other and shifted in the direction of the rotation axes Z1 and Z2. The distance between the first and second mirrors 30 and 31 and the cylindrical lens 32 is set to be approximately twice the focal length of the cylindrical lens 32.

なお、第１、第２ミラー３０，３１の回転軸Ｚ１，Ｚ２回りの回転駆動を行う機構は、例えば、前記各実施形態と略同様に、コイルと永久磁石とを用いて電磁気力を発生させ、この電磁気力により前記回転駆動を行う機構が採用可能である。また、本実施形態では、回転軸Ｚ１，Ｚ２を通る平面が、特許請求の範囲における「所定の平面」に相当する。 The mechanism for rotating the first and second mirrors 30 and 31 around the rotation axes Z1 and Z2 generates an electromagnetic force using a coil and a permanent magnet, for example, in substantially the same manner as in the above embodiments. A mechanism for performing the rotational drive by this electromagnetic force can be employed. In the present embodiment, the plane passing through the rotation axes Z1 and Z2 corresponds to a “predetermined plane” in the claims.

シリンドリカルレンズ３２は、その断面中心が第１、第２ミラー３０，３１の回転軸Ｚ１，Ｚ２を通る前記平面上に位置するように設置されており、レーザ光源２は、この平面に沿って第１ミラー３０の回転軸Ｚ１上にレーザ光を出射するように構成されている。シリンドリカルレンズ３２は、特許請求の範囲における光学素子の一例である。 The cylindrical lens 32 is installed so that the cross-sectional center thereof is positioned on the plane passing through the rotation axes Z1 and Z2 of the first and second mirrors 30 and 31, and the laser light source 2 is positioned along the plane. A laser beam is emitted on the rotation axis Z1 of one mirror 30. The cylindrical lens 32 is an example of an optical element in the claims.

図１４（ｂ）に示すように、第１、第２ミラー３０，３１が回転駆動されていない状態で、レーザ光源２から光線Ｖ１が出射されると、第１ミラー３０は、その光線Ｖ１を該第１ミラー３０の反射面の法線方向に反射し、その光線Ｖ２は、シリンドリカルレンズ３２を直線的に透過して第２ミラー３１の回転軸Ｚ２上に垂直に入射する。そして、第２ミラー３１は、この光線Ｖ２を該第２ミラー３１の法線方向に反射する（反射光Ｖ３）。 As shown in FIG. 14B, when the light beam V1 is emitted from the laser light source 2 in a state where the first and second mirrors 30 and 31 are not rotationally driven, the first mirror 30 emits the light beam V1. The light ray V2 reflected in the normal direction of the reflecting surface of the first mirror 30 is linearly transmitted through the cylindrical lens 32 and enters the rotation axis Z2 of the second mirror 31 perpendicularly. Then, the second mirror 31 reflects this light ray V2 in the normal direction of the second mirror 31 (reflected light V3).

一方、図１４（ｃ）に示すように、第１、第２ミラー３０，３１が回転駆動された状態で、レーザ光源２からレーザ光が出射されると、第１ミラー３０は、その反射面に対する入射角と同じ角度の反射角で、前記光線Ｖ１を反射し、その反射による光線Ｖ２”は、シリンドリカルレンズ３２の屈折作用を介して第２ミラー３１の回転軸Ｚ２上に入射する。そして、この光線Ｖ２”は、第２ミラー３１は、その反射面に対する入射角と同じ角度の反射角で、前記レーザ光を反射する（光線Ｖ３”）。 On the other hand, as shown in FIG. 14C, when the laser light is emitted from the laser light source 2 with the first and second mirrors 30 and 31 being rotationally driven, the first mirror 30 has its reflecting surface. The light beam V1 is reflected at a reflection angle equal to the incident angle with respect to the light beam V2, and the light beam V2 "resulting from the reflection is incident on the rotation axis Z2 of the second mirror 31 through the refractive action of the cylindrical lens 32. The second mirror 31 reflects the laser beam at a reflection angle that is the same as the incident angle with respect to the reflection surface (the light beam V3 ″).

このように、第１、第２ミラー３０，３１をそれぞれ回転軸Ｚ１，Ｚ２周りに回転駆動することで、レーザ光源２からの光に対し、図１４（ａ）の矢印Ｈの方向からみて、左右方向への光の偏向を行うことができる。 Thus, by rotating the first and second mirrors 30 and 31 around the rotation axes Z1 and Z2, respectively, the light from the laser light source 2 is seen from the direction of the arrow H in FIG. The light can be deflected in the left-right direction.

この場合、前記実施形態のように第１ミラー３０と第２ミラー３１とを連結していないので、駆動信号の周波数、振幅及び位相の調整が容易となるとともに、第１、第２ミラー３０，３１を小型化することができる。また、前記変形形態［１］と同様に、光偏向器への入射光とその出射光とが略平行となるようにレーザ光源２及びコリメータレンズ３を配置することができるので、電子写真光学系１における前記光走査面（図１に示す平面Ｕ）の法線方向の長さを短縮化（薄型化）することができる。 In this case, since the first mirror 30 and the second mirror 31 are not connected as in the above embodiment, the frequency, amplitude, and phase of the drive signal can be easily adjusted, and the first and second mirrors 30, 30, 31 can be reduced in size. Further, similarly to the modified embodiment [1], the laser light source 2 and the collimator lens 3 can be arranged so that the incident light to the optical deflector and the emitted light are substantially parallel to each other. 1 can be shortened (thinned) in the normal direction of the optical scanning plane (plane U shown in FIG. 1).

なお、前記シリンドリカルレンズ３２に代えて、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示すミラー１２’の反射面と略同様の光透過面を有するレンズも採用可能である。このレンズの場合にはシリンドリカルレンズ３２に比して厚みを薄型化することができる。また、これらのレンズの他に、図１５（ｃ），（ｄ）に示すように、回転軸方向に延びるスリットや凹凸を形成し、回折を利用したレンズも採用可能である。 Instead of the cylindrical lens 32, as shown in FIGS. 15A and 15B, a lens having a light transmission surface substantially similar to the reflection surface of the mirror 12 ′ shown in FIG. It is. In the case of this lens, the thickness can be reduced as compared with the cylindrical lens 32. In addition to these lenses, as shown in FIGS. 15C and 15D, it is also possible to employ a lens that uses diffraction by forming slits and irregularities extending in the direction of the rotation axis.

本発明に係る光偏向器を含む電子写真光学系の外観構成を示す図である。It is a figure which shows the external appearance structure of the electrophotographic optical system containing the optical deflector which concerns on this invention. 光偏向器の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an optical deflector. 第１、第２コイルに生じる駆動力の発生原理を示す図である。It is a figure which shows the generation principle of the driving force which arises in a 1st, 2nd coil. 第１、第２コイルに供給する電流の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the electric current supplied to a 1st, 2nd coil. 第１、第２ミラーの駆動時における一状態を示す図である。It is a figure which shows one state at the time of the drive of a 1st, 2nd mirror. 第１、第２ミラーを含む振動系を、伸縮する３個のコイルバネと２個の振動子とを用いて表したモデルを示す図である。It is a figure which shows the model which represented the vibration system containing the 1st, 2nd mirror using the three coil springs and two vibrators which expand and contract. 光偏向器によるレーザ光の偏向動作の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the deflection | deviation operation | movement of the laser beam by an optical deflector. 第１、第２ミラーにねじり振動を発生させたときの該第１、第２ミラーの一状態と、この状態におけるレーザ光の光路を示す図である。It is a figure which shows one state of this 1st, 2nd mirror when a torsional vibration is generated in a 1st, 2nd mirror, and the optical path of the laser beam in this state. 第１ミラーからのレーザ光を第２ミラーに反射する反射部材の他の変形形態を示す図である。It is a figure which shows the other deformation | transformation form of the reflection member which reflects the laser beam from a 1st mirror to a 2nd mirror. 薄型ミラーと反射面が平面状の平面ミラーとを組み合わせたミラーを用いて構成した光偏向器によるレーザ光の偏向動作の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the deflection | deviation operation | movement of the laser beam by the optical deflector comprised using the mirror which combined the thin mirror and the plane mirror with a planar reflective surface. 光偏向器の変形形態を示す背面斜視図である。It is a back perspective view which shows the deformation | transformation form of an optical deflector. 光偏向器の変形形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the deformation | transformation form of an optical deflector. 図１２の矢印Ｂの方向から見た図である。It is the figure seen from the direction of arrow B of FIG. 光偏向器の変形形態を示す外観斜視図である。It is an external appearance perspective view which shows the deformation | transformation form of an optical deflector. 第１ミラーの反射面からの反射光を第２のミラーの反射面の回転軸上に導く光学素子の変形形態を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation form of the optical element which guides the reflected light from the reflective surface of a 1st mirror on the rotating shaft of the reflective surface of a 2nd mirror.

Explanation of symbols

１電子写真光学系
２レーザ光源
４光偏向器
７フレーム
７ａ，７ｂ延設部
８，３０第１ミラー
９，３１第２ミラー
１０，１８第１永久磁石
１１，１９第２永久磁石
１２湾曲ミラー
１２’ ミラー
１２ａ’ 短冊状湾曲ミラー部
１２ｂ’ 平面ミラー部
１３第１ねじりバネ
１４第２ねじりバネ
１５第３ねじりバネ
１６第１コイル
１７第２コイル
２０コイル
２１〜２４圧電素子板
３２シリンドリカルレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrophotographic optical system 2 Laser light source 4 Optical deflector 7 Frame 7a, 7b Extension part 8,30 1st mirror 9,31 2nd mirror 10,18 1st permanent magnet 11,19 2nd permanent magnet 12 Curved mirror 12 'Mirror 12a' Strip-shaped curved mirror portion 12b 'Planar mirror portion 13 First torsion spring 14 Second torsion spring 15 Third torsion spring 16 First coil 17 Second coil 20 Coils 21 to 24 Piezoelectric element plate 32 Cylindrical lens

Claims

First and second reflecting surfaces arranged so as to be rotatable about the same rotation axis on a predetermined plane;
An optical element for guiding reflected light from the first reflecting surface to a position on the second reflecting surface and on the rotation axis;
An optical deflector comprising: a drive unit that generates vibrations about the rotation axis having a predetermined frequency on the first and second reflecting surfaces;
A frame for holding the first reflecting surface and the second reflecting surface;
Said first and second reflecting surfaces is connected to the frame at the same on the rotation shaft by a predetermined member,
The drive unit is
A plurality of piezoelectric elements which are fixed parallel to the frame to the frame plane as the frame is extendable in a direction along the frame surfaces constituting, curving the frame by the piezoelectric element expands and contracts Is ,
A first pair of piezoelectric elements disposed on opposite sides of the rotation axis of the first reflecting surface, and each having a polarity potential to bend the frame in a direction opposite to the frame surface ;
A second piezoelectric element pair that is disposed on opposite sides of the rotation axis of the second reflecting surface, and is applied with potentials having polarities that curve the frame in opposite directions with respect to the frame surface. ,
Polarity for bending the frame in opposite directions with respect to the frame surface with respect to the piezoelectric element fixed on the same side with respect to the rotation axis among the piezoelectric elements included in the first and second piezoelectric element pairs Each of the piezoelectric elements is driven by applying each of the potentials to generate vibrations of a predetermined frequency that are in opposite phases with the rotation axis between the first reflecting surface and the second reflecting surface. Let
An optical deflector that scans light emitted from a light source along the predetermined plane by vibration of the first and second reflecting surfaces.

2. The optical deflector according to claim 1, wherein the piezoelectric element contracts or expands in parallel with the frame surface by being applied with a potential that expands or contracts in a direction orthogonal to the frame surface. .

The optical deflector according to claim 1 or 2, wherein the predetermined frequency is a resonance frequency of a reflecting member having the first and second reflecting surfaces.

The optical deflector according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical element is a reflecting mirror that reflects light from the first reflecting surface to the second reflecting surface.