JP4910668B2 - Optical device, optical scanner, and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to an optical device, an optical scanner, and an image forming apparatus.

光反射性を有する光反射部で反射した光を偏向・走査する光学デバイスとしては、例えばレーザープリンタ等に用いられる光スキャナが知られている。このような光スキャナとしては、マイクロマシニング技術によりSi基板を加工して製造した、捩り振動子を有する構造体を用いたものが提案されている。このような構造体を用いた光スキャナは、ポリゴンミラーに比し高速で光走査を行うことができるという利点がある。   As an optical device that deflects and scans light reflected by a light reflecting portion having light reflectivity, for example, an optical scanner used in a laser printer or the like is known. As such an optical scanner, a scanner using a structure having a torsional vibrator manufactured by processing a Si substrate by a micromachining technique has been proposed. An optical scanner using such a structure has an advantage that optical scanning can be performed at a higher speed than a polygon mirror.

例えば、特許文献1にかかる光スキャナは、板状の反射ミラーを1対のバネ部で両持ち支持しており、各バネ部はその途中で2つに分岐し、その各分岐部上に駆動源たる圧電体が設けられている。このようなアクチュエータは、各圧電体に電圧を印加することにより、各バネ部にて1対の分岐部を互いに反対方向に曲げ変形させて各バネ部全体を捩れ変形させながら、反射ミラーを回動させる。
このような光スキャナにあっては、各圧電体の伸縮方向が反射ミラーの面に平行な方向であるため、反射ミラーの厚さ方向に光スキャナの寸法が大きくなるのを防止しつつ、圧電体の変位量を大きくすることができる。その結果、光スキャナの小型化を図りつつ、反射ミラーの回動角を大きくすることができる。
For example, the optical scanner according to Patent Document 1 supports both ends of a plate-like reflection mirror with a pair of spring portions, and each spring portion branches into two in the middle and is driven on each branch portion. A source piezoelectric body is provided. In such an actuator, by applying a voltage to each piezoelectric body, the pair of branch portions are bent and deformed in opposite directions by each spring portion, and the reflection mirror is rotated while the entire spring portion is twisted. Move.
In such an optical scanner, since the expansion and contraction direction of each piezoelectric body is parallel to the surface of the reflection mirror, the size of the optical scanner is prevented from increasing in the thickness direction of the reflection mirror, and The amount of body displacement can be increased. As a result, it is possible to increase the rotation angle of the reflection mirror while reducing the size of the optical scanner.

しかしながら、特許文献1にかかる光スキャナは、各バネ部の各分岐部に圧電体を設けているため、合計4つの圧電体が必要となり、高コスト化を招いてしまう。しかも、このように圧電体の数が多いと、各圧電体の取り付け位置のズレや寸法誤差などによる影響を受けやすく、反射ミラーを円滑に回動させるのが難しくなるという問題がある。この問題を回避するために、圧電体の取り付け精度や寸法精度を高精度化すると、さらに高コスト化を招いてしまう。   However, since the optical scanner according to Patent Document 1 is provided with a piezoelectric body at each branch portion of each spring portion, a total of four piezoelectric bodies are required, resulting in an increase in cost. In addition, when the number of piezoelectric bodies is large as described above, there is a problem that it is difficult to smoothly rotate the reflecting mirror because it is easily affected by a displacement of the mounting positions of each piezoelectric body or a dimensional error. In order to avoid this problem, if the mounting accuracy and dimensional accuracy of the piezoelectric body are increased, the cost is further increased.

特開2004−191953号公報JP 2004-191953 A

本発明の目的は、低コスト化および小型化を図りつつ、可動板を大きな振れ角でかつ円滑に回動させることができる光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical device, an optical scanner, and an image forming apparatus capable of smoothly rotating a movable plate with a large swing angle while reducing cost and size.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の光学デバイスは、支持部材と、
光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記支持部材に対し前記可動板を回動可能に支持する1対の軸部材と、
前記各軸部材に捩りモーメントを与える駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記各軸部材を捩れ変形させながら、前記可動板を回動させて、前記光反射部で反射した光を偏向または走査するように構成された光学デバイスであって、
前記駆動手段は、前記可動板の板面に平行でかつ前記可動板の回動中心軸に対し略直角な方向に延在する長手形状をなし、その一端部近傍に前記回動中心軸を位置させるように前記各軸部材を支持する1対の駆動部材と、前記回動中心軸に平行な方向に延在する長手形状をなし、その一端が前記支持部材に固定され、他端が前記駆動部材の前記一端部に連結された弾性変形可能な1対の第1の変形部材と、長手形状をなし、その一端部が前記支持部材に固定され、他端部が前記駆動部材の前記一端部とは反対側の他端部に連結された弾性変形可能な1対の第2の変形部材と、前記各第2の変形部材上に接合され、前記各第2の変形部材の長手方向に伸縮する1対の圧電素子とを備え、通電により前記各圧電素子を伸縮させることにより、前記各第2の変形部材を曲げ変形させ、これに伴って、前記各第1の変形部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させて、前記各軸部材に捩りモーメントを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The optical device of the present invention includes a support member,
A movable plate provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of shaft members rotatably supporting the movable plate with respect to the support member;
Drive means for applying a torsional moment to each shaft member;
An optical device configured to deflect or scan the light reflected by the light reflecting portion by rotating the movable plate while twisting and deforming each shaft member by the operation of the driving means,
The drive means has a longitudinal shape that is parallel to the plate surface of the movable plate and extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis of the movable plate, and the rotation center axis is positioned in the vicinity of one end thereof. A pair of drive members that support the shaft members, and a longitudinal shape extending in a direction parallel to the rotation center axis, one end of which is fixed to the support member and the other end of the drive A pair of elastically deformable first deformable members connected to the one end of the member and a longitudinal shape, one end of which is fixed to the support member, and the other end is the one end of the drive member A pair of elastically deformable second deformable members connected to the other end opposite to each other, and joined on the second deformable members, and extend and contract in the longitudinal direction of the second deformable members A pair of piezoelectric elements, and by expanding and contracting each piezoelectric element by energization, The second deformable member is bent and deformed, and the drive member is rotated while twisting and deforming each first deformable member to give a torsional moment to each shaft member, and the movable plate It is comprised so that may be rotated.

これにより、可動板の回動中心軸のブレを抑えつつ、各軸部材に1つの圧電素子で捩りモーメントを与えて、可動板を回動させることができる。
特に、捩れ変形する各駆動部材の一端部近傍に可動板の回動中心軸が位置しているため、可動板の回動中心軸に対し駆動部材の片側(他端部)だけに駆動力を作用させても、可動板の回動中心軸のブレを防止することができる。そのため、圧電素子の可動板の回動に必要な圧電素子の数が少なくて済むため、光学デバイスの低コスト化を図ることができる。しかも、このように圧電素子の数が少ないと、各圧電素子の取り付け位置のズレや寸法誤差などによる影響を受けにくく、可動板を円滑に回動させるのが簡単になる。
Accordingly, it is possible to turn the movable plate by applying a torsional moment to each shaft member with one piezoelectric element while suppressing the shake of the rotation central axis of the movable plate.
In particular, since the rotation center axis of the movable plate is located in the vicinity of one end portion of each drive member that is torsionally deformed, the drive force is applied only to one side (the other end portion) of the drive member with respect to the rotation center axis of the movable plate. Even if this is applied, it is possible to prevent blurring of the rotation center axis of the movable plate. Therefore, the number of piezoelectric elements required for rotating the movable plate of the piezoelectric element can be reduced, so that the cost of the optical device can be reduced. In addition, when the number of piezoelectric elements is small as described above, it is difficult to be affected by a displacement of a mounting position of each piezoelectric element or a dimensional error, and it is easy to smoothly rotate the movable plate.

また、各駆動部材の回動に際し、各第1の変形部材が捩れ変形し(捩れ変形を主とし)、各第2の駆動部材が曲げ変形する(曲げ変形を主とする)ため、この点でも、可動板の回動中心軸のブレを防止することができる。
また、圧電素子の伸縮方向が前記可動板の板面に平行な方向であるため、可動板の厚さ方向に光学デバイスの寸法が大きくなるのを防止しつつ、圧電素子の変位量を大きくすることができる。その結果、光学デバイスの小型化を図りつつ、可動板の回動角を大きくすることができる。
Further, when each drive member is rotated, each first deformation member is torsionally deformed (mainly torsional deformation) and each second drive member is bent to deform (mainly bending deformation). However, it is possible to prevent blurring of the rotation center axis of the movable plate.
Further, since the expansion / contraction direction of the piezoelectric element is parallel to the plate surface of the movable plate, the displacement of the piezoelectric element is increased while preventing the size of the optical device from increasing in the thickness direction of the movable plate. be able to. As a result, the rotation angle of the movable plate can be increased while reducing the size of the optical device.

本発明の光学デバイスでは、前記各第1の変形部材は、前記回動中心軸近傍に設けられていることが好ましい。
これにより、1対の軸部材の形状を簡単なものとしつつ、可動板の回動中心軸のブレを抑えることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記各第1の変形部材は、前記回動中心軸上に設けられていることが好ましい。
これにより、1対の軸部材の形状を簡単なものとしつつ、可動板の回動中心軸のブレをより抑えることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the first deformation members is provided in the vicinity of the rotation center axis.
Thereby, it is possible to suppress the shake of the rotation center axis of the movable plate while simplifying the shape of the pair of shaft members.
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the first deformable members is provided on the rotation center axis.
Accordingly, it is possible to further suppress the blurring of the rotation center axis of the movable plate while simplifying the shape of the pair of shaft members.

本発明の光学デバイスでは、前記可動板を平面視したときに、前記1対の駆動部材と前記1対の第1の変形部材と前記1対の第2の変形部材と前記1対の圧電素子とは、その配置が、前記回動中心軸に対し直角な方向で前記可動板の中心を通る線分に対し実質的に対称となるように設けられていることが好ましい。
これにより、圧電素子の取り付け位置や駆動を簡単なものとしつつ、可動板の回動中心軸のブレをより抑えることができる。
In the optical device of the present invention, when the movable plate is viewed in plan, the pair of drive members, the pair of first deformable members, the pair of second deformable members, and the pair of piezoelectric elements Is preferably provided so that the arrangement thereof is substantially symmetric with respect to a line segment passing through the center of the movable plate in a direction perpendicular to the rotation center axis.
As a result, it is possible to further suppress blurring of the rotation center axis of the movable plate while simplifying the mounting position and driving of the piezoelectric element.

本発明の光学デバイスでは、前記各第2の変形部材は、前記回動中心軸に対し略直角な方向に延在していることが好ましい。
これにより、駆動部材の回動をより円滑なものとするとともに、可動板の回動中心軸のブレを防止することができる。
本発明の光学デバイスでは、前記各第2の変形部材は、前記回動中心軸に対し略平行な方向に延在し、かつ、前記各第2の変形部材は、それぞれ対応する前記駆動部材に対し前記可動板とは反対側に位置していることが好ましい。
これにより、1対の軸部材に張力を与えながら第2の変形部材が変形するため、可動板の回動中心軸のブレをより抑えることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that each of the second deformable members extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis.
Thereby, the rotation of the drive member can be made smoother, and blurring of the rotation center axis of the movable plate can be prevented.
In the optical device according to the aspect of the invention, each of the second deformable members extends in a direction substantially parallel to the rotation center axis, and each of the second deformable members corresponds to the corresponding drive member. On the other hand, it is preferably located on the side opposite to the movable plate.
As a result, the second deforming member is deformed while tension is applied to the pair of shaft members, so that it is possible to further suppress the blurring of the rotation center axis of the movable plate.

本発明の光学デバイスでは、前記各第2の変形部材は、前記回動中心軸に対し略平行な方向に延在し、かつ、前記各第1の変形部材および前記各第2の変形部材は、それぞれ対応する前記駆動部材に対し前記可動板側に位置していることが好ましい。
これにより、可動板の回動中心軸方向における光学デバイスの寸法を抑えることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, each of the second deformable members extends in a direction substantially parallel to the rotation center axis, and each of the first deformable members and each of the second deformable members is It is preferable that each of the corresponding driving members is located on the movable plate side.
Thereby, the dimension of the optical device in the rotation center axis direction of the movable plate can be suppressed.

本発明の光学デバイスでは、前記駆動手段は、前記可動板および前記1対の軸部材で構成された捩り振動子の捩り共振周波数に等しい周波数で周期的に変化する電圧を前記各圧電素子に印加するように構成されていることが好ましい。
これにより、各第1の変形部材および各第2の変形部材の変形量や各圧電素子の変位量を抑えつつ、可動板の回動角を大きくすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, the driving unit applies a voltage that periodically changes at a frequency equal to a torsional resonance frequency of a torsional vibrator formed of the movable plate and the pair of shaft members to each piezoelectric element. It is preferable that it is comprised.
Thereby, the rotation angle of the movable plate can be increased while suppressing the deformation amount of each first deformation member and each second deformation member and the displacement amount of each piezoelectric element.

本発明の光学デバイスでは、前記1対の圧電素子は、ともに前記回動中心軸に対しその片側に偏在するように配置され、前記駆動手段は、前記1対の圧電素子の伸張/収縮のタイミングが互いに同じになるように、前記圧電素子に電圧を印加するように構成されていることが好ましい。
これにより、圧電素子を駆動する駆動回路の構成を簡単なものとすることができる。
In the optical device according to the aspect of the invention, the pair of piezoelectric elements are both arranged so as to be eccentrically located on one side with respect to the rotation center axis, and the driving means is a timing of expansion / contraction of the pair of piezoelectric elements. It is preferable that a voltage is applied to the piezoelectric element so that the two are the same.
Thereby, the structure of the drive circuit which drives a piezoelectric element can be simplified.

本発明の光スキャナは、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する1対の軸部材と、
前記各軸部材に捩りモーメントを与える駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記各軸部材を捩れ変形させながら、前記可動板を回動させて、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記駆動手段は、前記可動板の板面に平行でかつ前記可動板の回動中心軸に対し略直角な方向に延在する長手形状をなし、その一端部近傍に前記回動中心軸を位置させるように前記各軸部材を支持する1対の駆動部材と、前記回動中心軸に平行な方向に延在する長手形状をなし、その一端が前記支持部材に固定され、他端が前記駆動部材の前記一端部に連結された弾性変形可能な1対の第1の変形部材と、長手形状をなし、その一端部が前記支持部材に固定され、他端部が前記駆動部材の前記一端部とは反対側の他端部に連結された弾性変形可能な1対の第2の変形部材と、前記各第2の変形部材上に接合され、前記各第2の変形部材の長手方向に伸縮する1対の圧電素子とを備え、通電により前記各圧電素子を伸縮させることにより、前記各第2の変形部材を曲げ変形させ、これに伴って、前記各第1の変形部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させて、前記各軸部材に捩りモーメントを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、低コスト化および小型化を図りつつ、可動板を大きな振れ角でかつ円滑に回動させることができる光スキャナを提供することができる。
The optical scanner of the present invention includes a movable plate having a light reflecting portion having light reflectivity,
A pair of shaft members that rotatably support the movable plate;
Drive means for applying a torsional moment to each shaft member;
An optical scanner configured to scan the light reflected by the light reflecting portion by rotating the movable plate while twisting and deforming each shaft member by the operation of the driving means;
The drive means has a longitudinal shape that is parallel to the plate surface of the movable plate and extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis of the movable plate, and the rotation center axis is positioned in the vicinity of one end thereof. A pair of drive members that support the shaft members, and a longitudinal shape extending in a direction parallel to the rotation center axis, one end of which is fixed to the support member and the other end of the drive A pair of elastically deformable first deformable members connected to the one end of the member and a longitudinal shape, one end of which is fixed to the support member, and the other end is the one end of the drive member A pair of elastically deformable second deformable members connected to the other end opposite to each other, and joined on the second deformable members, and extend and contract in the longitudinal direction of the second deformable members A pair of piezoelectric elements, and by expanding and contracting each piezoelectric element by energization, The second deformable member is bent and deformed, and the drive member is rotated while twisting and deforming each first deformable member to give a torsional moment to each shaft member, and the movable plate It is comprised so that may be rotated.
Accordingly, it is possible to provide an optical scanner capable of smoothly rotating the movable plate with a large swing angle while achieving cost reduction and downsizing.

本発明の画像形成装置は、光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する1対の軸部材と、
前記各軸部材に捩りモーメントを与える駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記各軸部材を捩れ変形させながら、前記可動板を回動させて、前記光反射部で反射した光を主走査および/または副走査して、対象物上に画像を形成するように構成された画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記可動板の板面に平行でかつ前記可動板の回動中心軸に対し略直角な方向に延在する長手形状をなし、その一端部近傍に前記回動中心軸を位置させるように前記各軸部材を支持する1対の駆動部材と、前記回動中心軸に平行な方向に延在する長手形状をなし、その一端が前記支持部材に固定され、他端が前記駆動部材の前記一端部に連結された弾性変形可能な1対の第1の変形部材と、長手形状をなし、その一端部が前記支持部材に固定され、他端部が前記駆動部材の前記一端部とは反対側の他端部に連結された弾性変形可能な1対の第2の変形部材と、前記各第2の変形部材上に接合され、前記各第2の変形部材の長手方向に伸縮する1対の圧電素子とを備え、通電により前記各圧電素子を伸縮させることにより、前記各第2の変形部材を曲げ変形させ、これに伴って、前記各第1の変形部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させて、前記各軸部材に捩りモーメントを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする。
これにより、低コスト化および小型化を図りつつ、可動板を大きな振れ角でかつ円滑に駆動させることができる。そのため、本発明の画像形成装置は、小型化および低コスト化を図りつつ、優れた画像を得ることができる。
An image forming apparatus of the present invention includes a movable plate having a light reflecting portion having light reflectivity,
A pair of shaft members that rotatably support the movable plate;
Drive means for applying a torsional moment to each shaft member;
With the operation of the driving means, the movable plate is rotated while twisting and deforming each shaft member, and the light reflected by the light reflecting portion is subjected to main scanning and / or sub scanning, and an image is formed on the object. An image forming apparatus configured to form
The drive means has a longitudinal shape that is parallel to the plate surface of the movable plate and extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis of the movable plate, and the rotation center axis is positioned in the vicinity of one end thereof. A pair of drive members that support the shaft members, and a longitudinal shape extending in a direction parallel to the rotation center axis, one end of which is fixed to the support member and the other end of the drive A pair of elastically deformable first deformable members connected to the one end of the member and a longitudinal shape, one end of which is fixed to the support member, and the other end is the one end of the drive member A pair of elastically deformable second deformable members connected to the other end opposite to each other, and joined on the second deformable members, and extend and contract in the longitudinal direction of the second deformable members A pair of piezoelectric elements, and by expanding and contracting each piezoelectric element by energization, The second deformable member is bent and deformed, and the drive member is rotated while twisting and deforming each first deformable member to give a torsional moment to each shaft member, and the movable plate It is comprised so that may be rotated.
As a result, the movable plate can be smoothly driven with a large deflection angle while reducing costs and downsizing. Therefore, the image forming apparatus of the present invention can obtain an excellent image while reducing the size and cost.

以下、本発明の光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態を説明する。
図1は、本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す斜視図、図2は、図1に示す光学デバイスの平面図、図3は、図2中のA−A線断面図、図4は、図1に示す光学デバイスの動作を説明するための図である。なお、以下では、説明の便宜上、図2中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図3中および図4中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical device, an optical scanner, and an image forming apparatus of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described.
1 is a perspective view showing a first embodiment of the optical device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the optical device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the optical device shown in FIG. 1. In the following, for convenience of explanation, the front side of the page in FIG. 2 is referred to as “up”, the back side of the page is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”. The upper side is called “upper”, the lower side is called “lower”, the right side is called “right”, and the left side is called “left”.

光学デバイス1は、図1ないし図3に示すように、振動系を有する基体2と、この基体2の振動系を駆動するための圧電素子31、32と、基体2を支持する支持体4とを有している。なお、基体2と支持体4とが一体的に形成されていてもよいし、支持体4を省略することも可能である。
かかる光学デバイス1にあっては、通電により圧電素子31、32を伸縮させることにより、基体2の振動系に回動中心軸Xまわりの振動(回動)を生じさせる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the optical device 1 includes a base 2 having a vibration system, piezoelectric elements 31 and 32 for driving the vibration system of the base 2, and a support 4 that supports the base 2. have. The base body 2 and the support body 4 may be integrally formed, or the support body 4 can be omitted.
In the optical device 1, the piezoelectric elements 31 and 32 are expanded and contracted by energization to generate vibration (rotation) around the rotation center axis X in the vibration system of the base 2.

以下、光学デバイス1を構成する各部を順次説明する。
振動系を有する基体2は、図1および図2に示すように、枠状をなす支持部材21と、この支持部材21の内側に設けられた可動板22と、可動板22を回動中心軸Xまわりに回動可能に支持する1対の軸部材23、24と、1対の軸部材23、24にそれぞれ対応して連結された1対の駆動部材25、26と、1対の駆動部材25、26にそれぞれ対応して連結された1対の第1の変形部材27、28および1対の第2の変形部材29、30とを有している。本実施形態では、基体2は、平面視したときに、左右対称な形状となるように形成されている。
Hereinafter, each part which comprises the optical device 1 is demonstrated sequentially.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the base body 2 having the vibration system includes a frame-shaped support member 21, a movable plate 22 provided inside the support member 21, and the movable plate 22 as a rotation center axis. A pair of shaft members 23 and 24 that are supported rotatably around X, a pair of drive members 25 and 26 coupled to the pair of shaft members 23 and 24, respectively, and a pair of drive members And a pair of first deformable members 27 and 28 and a pair of second deformable members 29 and 30 that are connected to correspond to 25 and 26, respectively. In the present embodiment, the base 2 is formed so as to have a symmetrical shape when viewed in plan.

支持部材21は、枠状(より具体的には四角環状)をなしている。
このような支持部材21の内側には、支持部材21に対し離間した状態で、可動板22が設けられている。
可動板22は、板状をなし、その板面(上面)に光反射部221が設けられている。これにより、光学デバイス1を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
The support member 21 has a frame shape (more specifically, a quadrangular ring shape).
A movable plate 22 is provided inside the support member 21 while being separated from the support member 21.
The movable plate 22 has a plate shape, and a light reflecting portion 221 is provided on the plate surface (upper surface). Thereby, the optical device 1 can be applied to optical devices such as an optical scanner, an optical attenuator, and an optical switch.

本実施形態では、可動板22の平面視形状が円形である。すなわち、可動板22は、円板状をなしている。そのため、可動板22の慣性モーメントを抑えつつ、光反射部221の光反射に利用可能な面積を大きくすることができる。なお、可動板22の平面視形状は、光学デバイスの設計などに応じて決定されるものであり、前述したような円板状に限定されず、例えば、4角形、5角形などの多角形状や、楕円形状、長円形状などであってもよい。
このような可動板22は、回動中心軸Xに沿って設けられた1対の軸部材23、24に支持されている。
In this embodiment, the planar view shape of the movable plate 22 is a circle. That is, the movable plate 22 has a disk shape. Therefore, it is possible to increase the area available for light reflection of the light reflecting portion 221 while suppressing the moment of inertia of the movable plate 22. The planar view shape of the movable plate 22 is determined according to the design of the optical device and the like, and is not limited to the disk shape as described above. For example, a polygonal shape such as a quadrilateral, a pentagon, Alternatively, it may be oval or oval.
Such a movable plate 22 is supported by a pair of shaft members 23 and 24 provided along the rotation center axis X.

各軸部材23、24は、回動中心軸Xに沿って長手形状をなし、回動中心軸Xまわりに捩れ変形可能となっている。
このような軸部材23は、その長手方向での一端(右側の端)が可動板22に接続され、他端(左側の端)が駆動部材25に接続されている。これと同様に、軸部材24は、その長手方向での一端(左側の端)が可動板22に接続され、他端が駆動部材26に接続されている。
Each of the shaft members 23 and 24 has a longitudinal shape along the rotation center axis X and can be twisted and deformed around the rotation center axis X.
Such a shaft member 23 has one end (right end) in the longitudinal direction connected to the movable plate 22 and the other end (left end) connected to the drive member 25. Similarly, the shaft member 24 has one end (left end) in the longitudinal direction connected to the movable plate 22 and the other end connected to the drive member 26.

言い換えすれば、可動板22は、軸部材23を介して駆動部材25に支持されているとともに、軸部材24を介して駆動部材26に支持されている。
各駆動部材25、26は、可動板22の板面に平行でかつ回動中心軸Xに対し直角な方向に延在する長手形状をなしている。
また、駆動部材25は、その一端251(固定部)側の部分(以下、一端部251と言う。)で、前述した軸部材23を支持している。これと同様に、駆動部材26は、その一端(固定部)261側の部分(以下、一端部261と言う。)で、軸部材24を支持している。すなわち、駆動部材25の前記一端部251と駆動部材26の前記一端部261とが、それぞれ、可動板22の回動中心軸X上に位置している。
このように、駆動部材25は、その一端部251近傍に回動中心軸Xを位置させるように軸部材23に連結されている。これと同様に、駆動部材26は、その一端部261近傍に回動中心軸Xを位置させるように軸部材24に連結されている。
In other words, the movable plate 22 is supported by the drive member 25 via the shaft member 23 and is also supported by the drive member 26 via the shaft member 24.
Each of the drive members 25 and 26 has a longitudinal shape extending in a direction parallel to the plate surface of the movable plate 22 and perpendicular to the rotation center axis X.
The drive member 25 supports the shaft member 23 described above at a portion (hereinafter referred to as one end portion 251) on the one end 251 (fixed portion) side. Similarly, the drive member 26 supports the shaft member 24 at a portion (hereinafter referred to as one end portion 261) on one end (fixed portion) 261 side. That is, the one end 251 of the drive member 25 and the one end 261 of the drive member 26 are respectively positioned on the rotation center axis X of the movable plate 22.
Thus, the drive member 25 is connected to the shaft member 23 so as to position the rotation center axis X in the vicinity of the one end 251 thereof. Similarly, the drive member 26 is coupled to the shaft member 24 so that the rotation center axis X is positioned in the vicinity of the one end 261 thereof.

各第1の変形部材27、28は、主として捩れ変形するように構成されたものであり、回動中心軸Xに略平行な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、第1の変形部材27は、その一端271が支持部材21に固定され、他端272側の部分(以下、他端部272と言う。)が駆動部材25の一端部251に連結され、弾性変形可能に構成されている。これと同様に、第1の変形部材28は、その一端281が支持部材21に固定され、他端282側の部分(以下、他端部282と言う。)が駆動部材26の一端部261に連結され、弾性変形可能に構成されている。
特に、本実施形態では、各第1の変形部材27、28は、それぞれ対応する駆動部材25、26に対し可動板22とは反対側(すなわち外側)に位置している。
Each of the first deformable members 27 and 28 is configured to be mainly twisted and deformed, and has a longitudinal shape extending in a direction substantially parallel to the rotation center axis X.
The first deformation member 27 has one end 271 fixed to the support member 21, a portion on the other end 272 side (hereinafter referred to as the other end 272) connected to the one end 251 of the drive member 25, It is configured to be elastically deformable. Similarly, one end 281 of the first deformation member 28 is fixed to the support member 21, and a portion on the other end 282 side (hereinafter referred to as the other end portion 282) is connected to the one end portion 261 of the drive member 26. It is connected and configured to be elastically deformable.
In particular, in the present embodiment, the first deformation members 27 and 28 are located on the opposite side (that is, the outside) of the movable plate 22 with respect to the corresponding drive members 25 and 26, respectively.

一方、各第2の変形部材29、30は、主として曲げ変形するように構成されたものであり、回動中心軸Xに略平行な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、第2の変形部材29は、その一端291が支持部材21に固定され、他端292側の部分(以下、他端部292と言う。)が駆動部材25の一端部251とは反対側の他端部252に連結され、弾性変形可能に構成されている。これと同様に、第2の変形部材30は、その一端301が支持部材21に固定され、他端302側の部分(以下、他端部302と言う。)が駆動部材26の一端部261とは反対側の他端部262に連結され、弾性変形可能に構成されている。
特に、本実施形態では、各第1の変形部材27、28は、それぞれ対応する駆動部材25、26に対し可動板22とは反対側(すなわち外側)に位置している。これにより、1対の軸部材23、24に張力を与えながら第2の変形部材29、30が変形するため、可動板22の回動中心軸Xのブレをより抑えることができる。
On the other hand, each of the second deformable members 29 and 30 is mainly configured to bend and deform, and has a longitudinal shape extending in a direction substantially parallel to the rotation center axis X.
The second deformable member 29 has one end 291 fixed to the support member 21 and the other end 292 side portion (hereinafter referred to as the other end 292) opposite to the one end 251 of the drive member 25. The other end portion 252 is connected to be elastically deformable. Similarly, one end 301 of the second deformable member 30 is fixed to the support member 21, and a portion on the other end 302 side (hereinafter referred to as the other end portion 302) is connected to the one end portion 261 of the drive member 26. Is connected to the other end 262 on the opposite side, and is configured to be elastically deformable.
In particular, in the present embodiment, the first deformation members 27 and 28 are located on the opposite side (that is, the outside) of the movable plate 22 with respect to the corresponding drive members 25 and 26, respectively. As a result, the second deformable members 29 and 30 are deformed while applying tension to the pair of shaft members 23 and 24, so that it is possible to further suppress the shake of the rotation center axis X of the movable plate 22.

このような第2の変形部材29上にはその長手方向(延在方向)に伸縮する圧電素子31が接合され、第2の変形部材30上にはその長手方向(延在方向)に伸縮する圧電素子32が接合されている。これにより、各第2の変形部材29、30を曲げ変形させ、これに伴って、各第1の変形部材27、28を捩れ変形させながら各駆動部材25、26を回動させる。このような各駆動部材25、26の回動により、各軸部材23、24に捩りモーメントを与えて、各軸部材23、24を捩れ変形させながら、可動板22を回動させることができる。なお、圧電素子31、32については、後に詳述する。   A piezoelectric element 31 that expands and contracts in the longitudinal direction (extending direction) is bonded onto the second deforming member 29 and expands and contracts in the longitudinal direction (extending direction) on the second deforming member 30. The piezoelectric element 32 is joined. As a result, the second deformable members 29 and 30 are bent and deformed, and accordingly, the drive members 25 and 26 are rotated while the first deformable members 27 and 28 are twisted and deformed. By rotating the drive members 25 and 26 as described above, the movable plate 22 can be rotated while applying a torsional moment to the shaft members 23 and 24 and torsionally deforming the shaft members 23 and 24. The piezoelectric elements 31 and 32 will be described in detail later.

また、可動板22および1対の軸部材23、24が第1の振動系を構成し、1対の駆動部材25、26と1対の第1の変形部材27、28と1対の第2の変形部材29、30と1対の圧電素子31、32とが第2の振動系を構成し、これらの振動系は2自由度振動系を構成している。したがって、第2の振動系の振幅が小さくても、第1の振動系の振幅を大きくすることができる。すなわち、各駆動部材25、26および各圧電素子31、32の変位量や各変形部材27、28、29、30の曲げ変形量が小さくても、可動板22の回動角を大きくすることができる。   The movable plate 22 and the pair of shaft members 23 and 24 constitute a first vibration system, and the pair of driving members 25 and 26 and the pair of first deformation members 27 and 28 and the pair of second members. The deformable members 29 and 30 and the pair of piezoelectric elements 31 and 32 constitute a second vibration system, and these vibration systems constitute a two-degree-of-freedom vibration system. Therefore, even if the amplitude of the second vibration system is small, the amplitude of the first vibration system can be increased. That is, even if the displacement amount of each drive member 25, 26 and each piezoelectric element 31, 32 and the bending deformation amount of each deformation member 27, 28, 29, 30 are small, the rotation angle of the movable plate 22 can be increased. it can.

以上説明したような基体2は、例えば、シリコンを主材料として構成されている。また、基体2は、支持部材21と可動板22と1対の軸部材23、24と1対の駆動部材25、26と1対の第1の変形部材27、28と1対の第2の変形部材29、30が一体的に形成されている。
特に、本実施形態では、SOI基板の一方のSi層を加工することにより、基体2が形成されている。また、当該SOI基板の他方のSi層(前記一方のSi層とは反対側のSi層)を加工することにより、後述する支持体4の第1の層41が形成されている。さらに、当該SOI基板のSiO層を加工することにより、後述する支持体4の第2の層42が形成されている。
The base 2 as described above is made of, for example, silicon as a main material. The base body 2 includes a support member 21, a movable plate 22, a pair of shaft members 23, 24, a pair of drive members 25, 26, a pair of first deformation members 27, 28, and a pair of second members. The deformation members 29 and 30 are integrally formed.
In particular, in the present embodiment, the substrate 2 is formed by processing one Si layer of the SOI substrate. Further, the first layer 41 of the support 4 described later is formed by processing the other Si layer of the SOI substrate (the Si layer opposite to the one Si layer). Further, a second layer 42 of the support 4 described later is formed by processing the SiO 2 layer of the SOI substrate.

前述したように支持部材21と可動板22と1対の軸部材23、24と1対の駆動部材25、26と1対の第1の変形部材27、28と1対の第2の変形部材29、30がSOI基板のSi層を加工することにより形成されたものであると、比較的簡単かつ高精度に、これらを形成することができる。また、支持部材21と可動板22と1対の軸部材23、24と1対の駆動部材25、26と1対の変形部材27、28と1対の第2の変形部材29、30が一体的に形成され、かつ、これらがシリコンで構成されているため、優れた振動特性を発揮することができる。
このようにSOI基板を用いて基体2等を製造すると、簡単かつ高精度に、基体2等の構造体を形成することができる。そのため、優れた特性を有する光学デバイス1を安価に製造することができる。なお、基体2等の製造に用いる基板や基材は、前述したSOI基板に限定されない。
As described above, the support member 21, the movable plate 22, the pair of shaft members 23, 24, the pair of drive members 25, 26, the pair of first deformation members 27, 28, and the pair of second deformation members. If 29 and 30 are formed by processing the Si layer of the SOI substrate, these can be formed relatively easily and with high accuracy. The support member 21, the movable plate 22, a pair of shaft members 23, 24, a pair of drive members 25, 26, a pair of deformation members 27, 28, and a pair of second deformation members 29, 30 are integrated. Since these are formed of silicon and made of silicon, excellent vibration characteristics can be exhibited.
When the base 2 and the like are manufactured using the SOI substrate in this way, a structure such as the base 2 can be formed easily and with high accuracy. Therefore, the optical device 1 having excellent characteristics can be manufactured at low cost. In addition, the board | substrate and base material used for manufacture of the base | substrate 2 grade | etc., Are not limited to the SOI substrate mentioned above.

以上説明したような基体2の上面には、1対の圧電素子31、32が接合されている。
圧電素子31は、第2の変形部材29上に接合され、その長手方向に伸縮するように配置されている。一方、圧電素子32は、第2の変形部材30上に接合され、その長手方向に伸縮するように配置されている。
特に、圧電素子31は、その伸縮方向での一端が駆動部材25の他端部252付近に位置するとともに、他端が支持部材21上に位置している。これと同様に、圧電素子32は、その伸縮方向での一端が駆動部材26の他端部262付近に位置するとともに、他端が支持部材21上に位置している。このように圧電素子31、32が広範囲にわたって設けられているため、第2の変形部材29、30を大きく曲げ変形させることができる。
A pair of piezoelectric elements 31 and 32 are bonded to the upper surface of the base 2 as described above.
The piezoelectric element 31 is bonded onto the second deformable member 29 and arranged so as to expand and contract in the longitudinal direction. On the other hand, the piezoelectric element 32 is bonded onto the second deformable member 30 and arranged so as to expand and contract in the longitudinal direction.
In particular, the piezoelectric element 31 has one end in the expansion / contraction direction located near the other end 252 of the drive member 25 and the other end located on the support member 21. Similarly, the piezoelectric element 32 has one end in the expansion / contraction direction located near the other end 262 of the drive member 26 and the other end located on the support member 21. Thus, since the piezoelectric elements 31 and 32 are provided over a wide range, the second deformable members 29 and 30 can be greatly bent and deformed.

このような圧電素子31、32は、それぞれ、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの圧電材料を主材料として構成された圧電体層と、この圧電体層を挟持する1対の電極とで構成されている。そして、この1対の電極のうちの一方の電極が第2の変形部材29や第2の変形部材30の上面に接合されている。
このような圧電素子31、32は、図示しない電源回路に接続されていて、周期的に変化する電圧が印加されるようになっている。これにより、圧電素子31、32を伸縮させることができる。
Each of the piezoelectric elements 31 and 32 includes, for example, a piezoelectric layer composed mainly of a piezoelectric material such as lead zirconate titanate (PZT), and a pair of electrodes that sandwich the piezoelectric layer. It consists of One electrode of the pair of electrodes is bonded to the upper surface of the second deformable member 29 or the second deformable member 30.
Such piezoelectric elements 31 and 32 are connected to a power supply circuit (not shown) so that a periodically changing voltage is applied thereto. Thereby, the piezoelectric elements 31 and 32 can be expanded and contracted.

一方、基体2の支持部材21の下面には、支持体4が接合されている。
支持体4は、支持部材21の下面に接合され、環状をなしており、その内側の空間が、基体2の振動系が振動する際、すなわち可動板22が回動(振動)する際に、支持体4に接触するのを防止する逃げ部(空間)を形成する。
支持体4は、第1の層41と、第1の層41の上面に接合された第2の層42とで構成され、第1の層41の上面が支持部材21の下面に接合されている。なお、支持体4は、単層または3層以上から構成されていてもよい。
前述したように、第1の層41は、シリコンを主材料として構成され、第2の層42は、SiOを主材料として構成されている。
On the other hand, the support 4 is joined to the lower surface of the support member 21 of the base 2.
The support body 4 is joined to the lower surface of the support member 21 and has an annular shape. When the vibration system of the base body 2 vibrates, that is, when the movable plate 22 rotates (vibrates). An escape portion (space) that prevents contact with the support 4 is formed.
The support 4 includes a first layer 41 and a second layer 42 bonded to the upper surface of the first layer 41, and the upper surface of the first layer 41 is bonded to the lower surface of the support member 21. Yes. The support 4 may be composed of a single layer or three or more layers.
As described above, the first layer 41 is composed of silicon as a main material, and the second layer 42 is composed of SiO 2 as a main material.

以上説明したように構成された光学デバイス1は、次のようにして作動する。なお、光学デバイス1は前述したように左右対称となるように構成されているため、以下の説明では、光学デバイス1の右側部分を代表して説明する。
光学デバイス1の作動にあっては、圧電素子32に周期的に変化する電圧が印加される。かかる電圧は、例えば、交流であってもよいし、間欠的な直流であってもよい。
The optical device 1 configured as described above operates as follows. Since the optical device 1 is configured to be bilaterally symmetric as described above, in the following description, the right side portion of the optical device 1 will be described as a representative.
In the operation of the optical device 1, a periodically changing voltage is applied to the piezoelectric element 32. Such a voltage may be, for example, alternating current or intermittent direct current.

前述したように1対の圧電素子31、32がともに回動中心軸Xに対しその片側に偏在するようにして配置されているため、1対の圧電素子31、32の伸張/収縮のタイミングが互いに同じになるように、各圧電素子31、32に電圧を印加する。これにより、圧電素子31、32を駆動する駆動回路や電源回路(図示せず)の構成を簡単なものとすることができる。   As described above, since the pair of piezoelectric elements 31 and 32 are arranged so as to be unevenly distributed on one side with respect to the rotation center axis X, the timing of expansion / contraction of the pair of piezoelectric elements 31 and 32 is determined. A voltage is applied to each of the piezoelectric elements 31 and 32 so as to be the same as each other. Thereby, the structure of the drive circuit and power supply circuit (not shown) which drive the piezoelectric elements 31 and 32 can be simplified.

また、各圧電素子31、32に印加する電圧は、可動板22および1対の軸部材23、24で構成された捩り振動子の捩り共振周波数に等しい周波数で周期的に変化する電圧であるのが好ましい。これにより、第1の変形部材27、28および第2の変形部材29、30の変形量や駆動部材25、26および圧電素子31、32の変位量を抑えつつ、可動板22の回動角を大きくすることができる。すなわち、低電圧駆動を可能としつつ、可動板22の回動角を大きくすることができる。   The voltage applied to each piezoelectric element 31 and 32 is a voltage that periodically changes at a frequency equal to the torsional resonance frequency of the torsional vibrator constituted by the movable plate 22 and the pair of shaft members 23 and 24. Is preferred. As a result, the rotational angle of the movable plate 22 is reduced while suppressing the deformation amount of the first deformation members 27 and 28 and the second deformation members 29 and 30 and the displacement amounts of the drive members 25 and 26 and the piezoelectric elements 31 and 32. Can be bigger. That is, the rotation angle of the movable plate 22 can be increased while enabling low voltage driving.

このような電圧が印加された圧電素子32は、その長手方向に伸縮する。すなわち、圧電素子32は、伸張状態と収縮状態とを前記電圧の周期で交互に繰り返す。
より具体的には、圧電素子32は、電圧が印加されていないとき、図4(a)に示すように収縮状態であり、第2の変形部材30はそれぞれ曲げ変形して(下方に撓んで)おらず、第1の変形部材28も捩れ変形していない。一方、圧電素子32は、電圧が印加されているとき、図4(b)に示すように、伸張状態であり、第2の変形部材30は下方に撓むようにして曲げ変形される。このような第2の変形部材30の変形により、駆動部材26の端部262は下方へ変位する。その際、駆動部材26の一端部261が第1の変形部材28により支持されているため、図4(b)に示すように、一端部261の位置はほとんど変化せず、駆動部材26の姿勢は傾斜するように変化(変位)する。なお、所定周期で圧電素子32の伸張状態と収縮状態とを交互に繰り返すと、圧電素子32に電圧が印加されていないときに、捩り変形された第1の変形部材28や、曲げ変形された第2の変形部材30の反力により、第1の変形部材28が図示の状態とは逆方向に捩れるとともに、第2の変形部材30が上方に撓むように曲げ変形される。
The piezoelectric element 32 to which such a voltage is applied expands and contracts in the longitudinal direction. In other words, the piezoelectric element 32 alternately repeats the stretched state and the contracted state at the period of the voltage.
More specifically, when no voltage is applied, the piezoelectric element 32 is in a contracted state as shown in FIG. 4A, and each of the second deformable members 30 is bent and deformed (bends downward). The first deformation member 28 is not twisted and deformed. On the other hand, when a voltage is applied, the piezoelectric element 32 is in an expanded state as shown in FIG. 4B, and the second deformable member 30 is bent and deformed so as to bend downward. Due to the deformation of the second deformation member 30, the end portion 262 of the drive member 26 is displaced downward. At this time, since the one end 261 of the drive member 26 is supported by the first deformable member 28, the position of the one end 261 hardly changes as shown in FIG. Changes (displaces) to incline. When the piezoelectric element 32 is alternately expanded and contracted in a predetermined cycle alternately, when the voltage is not applied to the piezoelectric element 32, the torsionally deformed first deformable member 28 or the bending deformation is performed. Due to the reaction force of the second deformable member 30, the first deformable member 28 is twisted in the direction opposite to the state shown in the figure, and the second deformable member 30 is bent and deformed so as to bend upward.

このように駆動部材26の姿勢が変化すると、その変化に伴って軸部材24の横断面での姿勢が傾くように変化して、軸部材24に捻りトルクが与えられる。
このような捻りトルクにより、軸部材24が捩れ変形しながら、可動板22が回動する。
このように駆動部材26と第1の変形部材28と第2の変形部材30と圧電素子32とが軸部材24に捩りモーメントを与える。また、同様に、駆動部材25と第1の変形部材27と第2の変形部材29と圧電素子31とが軸部材23に捩りモーメントを与える。このようにして、1対の駆動部材25、26と1対の第1の変形部材27、28と1対の第2の変形部材29、30と圧電素子31、32とが、各軸部材23、24に捩りモーメントを与える駆動手段を構成している。
このような駆動手段の作動により、各軸部材23、24を捩れ変形させながら、可動板22を回動させて、光反射部221で反射した光を偏向または走査する。
When the attitude of the drive member 26 changes in this way, the attitude of the shaft member 24 in the cross section is changed in accordance with the change, and a twisting torque is applied to the shaft member 24.
With such a twisting torque, the movable plate 22 rotates while the shaft member 24 is twisted and deformed.
As described above, the drive member 26, the first deformation member 28, the second deformation member 30, and the piezoelectric element 32 give a torsional moment to the shaft member 24. Similarly, the drive member 25, the first deformation member 27, the second deformation member 29, and the piezoelectric element 31 give a torsional moment to the shaft member 23. In this way, the pair of driving members 25, 26, the pair of first deformable members 27, 28, the pair of second deformable members 29, 30 and the piezoelectric elements 31, 32 are connected to each shaft member 23. , 24 is configured to provide a torsional moment.
By operating the driving means, the movable plate 22 is rotated while twisting and deforming the shaft members 23 and 24, and the light reflected by the light reflecting portion 221 is deflected or scanned.

このような光学デバイス1によれば、可動板22の回動中心軸Xのブレを抑えつつ、各軸部材23、24に1つの圧電素子で捩りモーメントを与えて、可動板22を回動させることができる。
特に、捩れ変形する各駆動部材25、26の一端部(251、261)近傍に可動板22の回動中心軸Xが位置しているため、可動板22の回動中心軸Xに対し駆動部材25、26の片側(前記固定部とは反対側の部分)だけに駆動力を作用させても、可動板22の回動中心軸Xのブレを防止することができる。そのため、圧電素子31、32の可動板22の回動に必要な圧電素子の数が少なくて済む(本実施形態では2つである)ため、光学デバイス1の低コスト化を図ることができる。しかも、このように圧電素子の数が少ないと、各圧電素子の取り付け位置のズレや寸法誤差などによる影響を受けにくく、可動板22を円滑に回動させるのが簡単になる。
According to such an optical device 1, the movable plate 22 is rotated by applying a torsional moment to each of the shaft members 23, 24 with one piezoelectric element while suppressing the shake of the rotation center axis X of the movable plate 22. be able to.
In particular, since the rotation center axis X of the movable plate 22 is located in the vicinity of one end (251, 261) of each drive member 25, 26 torsionally deformed, the drive member is relative to the rotation center axis X of the movable plate 22. Even if a driving force is applied only to one side of 25 and 26 (the portion opposite to the fixed portion), the movement of the rotation center axis X of the movable plate 22 can be prevented. Therefore, the number of piezoelectric elements required for the rotation of the movable plate 22 of the piezoelectric elements 31 and 32 is small (in this embodiment, two), so that the cost of the optical device 1 can be reduced. In addition, when the number of piezoelectric elements is small as described above, the movable plate 22 can be easily rotated smoothly without being affected by the displacement of the mounting position of each piezoelectric element and the dimensional error.

また、各駆動部材25、26の回動に際し、各第1の変形部材27、28が捩れ変形し(捩れ変形を主とし)、各第2の変形部材29、30が曲げ変形する(曲げ変形を主とする)ため、この点でも、可動板22の回動中心軸Xのブレを防止することができる。
さらに、各第1の変形部材27、28が回動中心軸X近傍に設けられているため、1対の軸部材23、24の形状を簡単なものとしつつ、可動板22の回動中心軸Xのブレを抑えることができる。
Further, when the drive members 25 and 26 are rotated, the first deformation members 27 and 28 are torsionally deformed (mainly torsional deformation), and the second deformation members 29 and 30 are bendably deformed (bending deformation). Therefore, also in this respect, it is possible to prevent blurring of the rotation center axis X of the movable plate 22.
Further, since the first deforming members 27 and 28 are provided in the vicinity of the rotation center axis X, the rotation center axis of the movable plate 22 is simplified while simplifying the shape of the pair of shaft members 23 and 24. X blurring can be suppressed.

また、圧電素子31、32の伸縮方向が可動板22の板面に平行な方向であるため、可動板22の厚さ方向に光学デバイス1の寸法が大きくなるのを防止しつつ、圧電素子31、32の変位量を大きくすることができる。その結果、光学デバイス1の小型化を図りつつ、可動板22の回動角を大きくすることができる。その上、圧電素子31、32の伸縮方向が可動板22の回動中心軸Xに平行な方向であるため、回動中心軸Xに対し直角な方向における光学デバイス1の寸法も抑えることができる。   Further, since the expansion / contraction direction of the piezoelectric elements 31 and 32 is a direction parallel to the plate surface of the movable plate 22, the piezoelectric element 31 is prevented from increasing the dimension of the optical device 1 in the thickness direction of the movable plate 22. , 32 can be increased. As a result, the rotation angle of the movable plate 22 can be increased while reducing the size of the optical device 1. In addition, since the expansion and contraction directions of the piezoelectric elements 31 and 32 are parallel to the rotation center axis X of the movable plate 22, the dimensions of the optical device 1 in the direction perpendicular to the rotation center axis X can also be suppressed. .

さらに、可動板22を平面視したときに、1対の駆動部材25、26と1対の第1の変形部材27、28と1対の第2の変形部材29、30と圧電素子31、32とは、その配置が、回動中心軸Xに対し直角な方向で可動板22の中心を通る線分に対し実質的に対称となるように設けられているため、圧電素子31、32の取り付け位置や駆動を簡単なものとしつつ、可動板22の回動中心軸Xのブレをより抑えることができる。
以上説明したように、光学デバイス1によれば、低コスト化および小型化を図りつつ、可動板22を大きな振れ角でかつ円滑に回動させることができる。
Further, when the movable plate 22 is viewed in plan, the pair of driving members 25 and 26, the pair of first deformation members 27 and 28, the pair of second deformation members 29 and 30, and the piezoelectric elements 31 and 32. Is arranged so that the arrangement thereof is substantially symmetric with respect to a line segment passing through the center of the movable plate 22 in a direction perpendicular to the rotation center axis X, so that the piezoelectric elements 31 and 32 are attached. While simplifying the position and driving, it is possible to further suppress blurring of the rotation center axis X of the movable plate 22.
As described above, according to the optical device 1, the movable plate 22 can be smoothly rotated with a large swing angle while achieving cost reduction and downsizing.

<第2実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第2実施形態について説明する。
図5は、本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図5中の紙面に対し手前側を「上」、紙面に対し奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第2実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態の光学デバイス1Aは、駆動部材の長さや第1の変形部材の配置が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment of the optical device of the present invention. In the following, for convenience of explanation, the front side with respect to the paper surface in FIG. 5 is referred to as “up”, the back side with respect to the paper surface is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”.
Hereinafter, the optical device of the second embodiment will be described focusing on the differences from the optical device of the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
The optical device 1A of the second embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment except that the length of the driving member and the arrangement of the first deformation member are different.

図5に示す光学デバイス1Aは、振動系を有する基体2Aを有しており、図示しないが、基体2Aの下面には、枠状の支持体が接合され、この支持体は基体2Aの振動系の振動を許容しつつ基体2Aをその下方から支持している。
この基体2Aは、各軸部材23、24に対応して連結された1対の駆動部材25A、26Aと、1対の駆動部材25A、26Aにそれぞれ対応して連結された1対の第1の変形部材27A、28Aとを有している。
このような光学デバイス1Aにあっては、各第2の変形部材29、30の曲げ変形により、各第1の変形部材27A、28Aが捩れ変形しながら駆動部材25A、26Aを回動させる。このような駆動部材25A、26Aの回動により、各軸部材23、24は、捩りモーメントを与えられる。
An optical device 1A shown in FIG. 5 includes a base 2A having a vibration system. Although not shown, a frame-like support is bonded to the lower surface of the base 2A, and the support is a vibration system of the base 2A. The base 2A is supported from below while allowing the above vibrations to be allowed.
The base body 2A includes a pair of drive members 25A and 26A coupled corresponding to the shaft members 23 and 24, and a pair of first members coupled corresponding to the pair of drive members 25A and 26A, respectively. Deformation members 27A and 28A are provided.
In such an optical device 1A, the drive members 25A and 26A are rotated while the first deformation members 27A and 28A are twisted and deformed by the bending deformation of the second deformation members 29 and 30. By such rotation of the drive members 25A and 26A, the shaft members 23 and 24 are given a torsional moment.

各駆動部材25A、26Aは、可動板22の板面に平行でかつ回動中心軸Xに対し直角な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、駆動部材25Aは、その一端251A(固定部)側の部分(以下、一端部251Aと言う。)で、前述した軸部材23を支持し、他端252A側の端部に第2の変形部材29が連結されている。これと同様に、駆動部材26Aは、その一端(固定部)261A側の部分(以下、一端部261Aと言う。)で、軸部材24を支持し、他端262A側の端部に第2の変形部材30が連結されている。
Each drive member 25A, 26A has a longitudinal shape extending in a direction parallel to the plate surface of the movable plate 22 and perpendicular to the rotation center axis X.
The drive member 25A supports the above-described shaft member 23 at a portion on one end 251A (fixed portion) side (hereinafter referred to as one end portion 251A), and a second deformation is formed on the end portion on the other end 252A side. The member 29 is connected. Similarly, the drive member 26A supports the shaft member 24 at a portion on one end (fixed portion) 261A side (hereinafter referred to as one end portion 261A), and a second end on the other end 262A side. The deformation member 30 is connected.

各第1の変形部材27A、28Aは、主として捩れ変形するように構成されたものであり、回動中心軸Xに略平行な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、第1の変形部材27Aは、その一端271Aが支持部材21に固定され、他端272A側の部分(以下、他端部272Aと言う。)が駆動部材25Aの一端部251Aに連結され、弾性変形可能に構成されている。これと同様に、第1の変形部材28Aは、その一端281Aが支持部材21に固定され、他端282A側の部分(以下、他端部282Aと言う。)が駆動部材26Aの一端部261Aに連結され、弾性変形可能に構成されている。
Each of the first deformable members 27A and 28A is mainly configured to be torsionally deformed, and has a longitudinal shape extending in a direction substantially parallel to the rotation center axis X.
The first deformation member 27A has one end 271A fixed to the support member 21, and the other end 272A side portion (hereinafter referred to as the other end 272A) is connected to the one end 251A of the drive member 25A. It is configured to be elastically deformable. Similarly, one end 281A of the first deformation member 28A is fixed to the support member 21, and a portion on the other end 282A side (hereinafter referred to as the other end 282A) is connected to one end 261A of the drive member 26A. It is connected and configured to be elastically deformable.

特に、本実施形態では、各第1の変形部材27A、28Aは、回動中心軸X上に設けられている。これにより、1対の軸部材23、24の形状を簡単なものとしつつ、可動板22の回動中心軸Xのブレをより抑えることができる。
以上説明したような光学デバイス1Aによれば、前述した第1実施形態の光学デバイス1と同様の効果に加え、可動板22の回動をより円滑なものとすることができる。
In particular, in the present embodiment, the first deformation members 27A and 28A are provided on the rotation center axis X. Thereby, it is possible to further suppress the shake of the rotation center axis X of the movable plate 22 while simplifying the shape of the pair of shaft members 23 and 24.
According to the optical device 1A described above, in addition to the same effects as the optical device 1 of the first embodiment described above, the movable plate 22 can be rotated more smoothly.

<第3実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第3実施形態について説明する。
図6は、本発明の光学デバイスの第3実施形態を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図6中の紙面に対し手前側を「上」、紙面に対し奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第3実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態の光学デバイス1Bは、第2の変形部材や圧電素子の配置が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 6 is a plan view showing a third embodiment of the optical device of the present invention. In the following, for convenience of explanation, the front side with respect to the paper surface in FIG. 6 is referred to as “upper”, the rear side with respect to the paper surface is referred to as “lower”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”.
Hereinafter, the optical device of the third embodiment will be described focusing on the differences from the optical device of the first embodiment described above, and the description of the same matters will be omitted.
The optical device 1B of the third embodiment is substantially the same as the optical device 1 of the first embodiment except that the arrangement of the second deformation member and the piezoelectric element is different.

図6に示す光学デバイス1Bは、振動系を有する基体2Bを有しており、図示しないが、基体2Bの下面には、枠状の支持体が接合され、この支持体は基体2Bの振動系の振動を許容しつつ基体2Bをその下方から支持している。
この基体2Bは、1対の駆動部材25、26にそれぞれ対応して設けられた1対の第2の変形部材29B、30Bと、これらに対応して設けられた1対の圧電素子31B、32Bとを有している。
このような光学デバイス1Bにあっては、各第2の変形部材29B、30Bの曲げ変形により、各第1の変形部材27、28が捩れ変形しながら駆動部材25、26を回動させる。このような駆動部材25、26の回動により、各軸部材23、24は、捩りモーメントを与えられる。
An optical device 1B shown in FIG. 6 has a base 2B having a vibration system. Although not shown, a frame-like support is bonded to the lower surface of the base 2B, and the support is a vibration system of the base 2B. The base 2B is supported from the lower side while allowing the vibrations.
The base body 2B includes a pair of second deformation members 29B and 30B provided corresponding to the pair of driving members 25 and 26, respectively, and a pair of piezoelectric elements 31B and 32B provided corresponding thereto. And have.
In such an optical device 1B, the drive members 25 and 26 are rotated while the first deformation members 27 and 28 are twisted and deformed by the bending deformation of the second deformation members 29B and 30B. By such rotation of the drive members 25 and 26, the shaft members 23 and 24 are given a torsional moment.

各第2の変形部材29B、30Bは、回動中心軸Xに略直角な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、第2の変形部材29Bは、その一端291Bが支持部材21に固定され、他端292Bが駆動部材25の他端部252に連結され、弾性変形可能に構成されている。これと同様に、第2の変形部材30Bは、その一端301Bが支持部材21に固定され、他端302Bが駆動部材26の他端部262に連結され、弾性変形可能に構成されている。
Each of the second deformable members 29B and 30B has a longitudinal shape extending in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis X.
The second deformation member 29B has one end 291B fixed to the support member 21 and the other end 292B connected to the other end 252 of the drive member 25 so as to be elastically deformable. Similarly, the second deformation member 30B has one end 301B fixed to the support member 21 and the other end 302B connected to the other end 262 of the drive member 26 so as to be elastically deformable.

特に、本実施形態では、各第2の変形部材29B、30Bは、回動中心軸Xに対し略直角な方向に延在している。これにより、各駆動部材25、26の回動をより円滑なものとするとともに、可動板22の回動中心軸Xのブレを防止することができる。
以上説明したような光学デバイス1Aによれば、前述した第1実施形態の光学デバイス1と同様の効果に加え、各駆動部材25、26の回動をより円滑なものとするとともに、可動板22の回動中心軸Xのブレを防止することができる。
In particular, in the present embodiment, each of the second deformation members 29B and 30B extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis X. Thereby, the driving members 25 and 26 can be rotated more smoothly, and the rotation of the rotation center axis X of the movable plate 22 can be prevented.
According to the optical device 1A described above, in addition to the same effects as those of the optical device 1 of the first embodiment described above, the drive members 25 and 26 can be rotated more smoothly, and the movable plate 22 can be rotated. The rotation of the rotation center axis X can be prevented.

<第4実施形態>
次に、本発明の光学デバイスの第4実施形態について説明する。
図7は、本発明の光学デバイスの第4実施形態を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図7中の紙面に対し手前側を「上」、紙面に対し奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第4実施形態の光学デバイスについて、前述した第1実施形態の光学デバイスとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4実施形態の光学デバイス1Cは、第1の変形部材と第2の変形部材と圧電素子とのそれぞれの配置が異なる以外は、第1実施形態の光学デバイス1とほぼ同様である。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the optical device of the present invention will be described.
FIG. 7 is a plan view showing a fourth embodiment of the optical device of the present invention. In the following, for convenience of explanation, the front side with respect to the paper surface in FIG. 7 is referred to as “up”, the back side with respect to the paper surface is referred to as “down”, the right side is referred to as “right”, and the left side is referred to as “left”.
Hereinafter, the optical device according to the fourth embodiment will be described with a focus on differences from the optical device according to the first embodiment described above, and description of similar matters will be omitted.
The optical device 1C according to the fourth embodiment is substantially the same as the optical device 1 according to the first embodiment, except that the first deformation member, the second deformation member, and the piezoelectric element are different in arrangement.

図7に示す光学デバイス1Cは、振動系を有する基体2Cを有しており、図示しないが、基体2Cの下面には、枠状の支持体が接合され、この支持体は基体2Cの振動系の振動を許容しつつ基体2Cをその下方から支持している。
この基体2Cは、1対の駆動部材25、26にそれぞれ対応して設けられた1対の第1の変形部材27C、28Cおよび1対の第2の変形部材29C、30Cと、第2の変形部材29C、30Cにそれぞれ対応して設けられた1対の圧電素子31C、32Cとを有している。
このような光学デバイス1Cにあっては、圧電素子31C、32Cの駆動により各第2の変形部材29C、30Cを曲げ変形させ、これに伴って、各第1の変形部材27C、28Cが捩れ変形しながら駆動部材25、26を回動させる。このような駆動部材25、26の回動により、各軸部材23、24は、捩りモーメントを与えられる。
An optical device 1C shown in FIG. 7 includes a base 2C having a vibration system. Although not shown, a frame-like support is bonded to the lower surface of the base 2C, and the support is a vibration system of the base 2C. The base 2C is supported from the lower side while allowing vibrations of the above.
The base body 2C includes a pair of first deformation members 27C and 28C and a pair of second deformation members 29C and 30C provided corresponding to the pair of drive members 25 and 26, respectively, and a second deformation. It has a pair of piezoelectric elements 31C and 32C provided corresponding to the members 29C and 30C, respectively.
In such an optical device 1C, the second deformable members 29C and 30C are bent and deformed by driving the piezoelectric elements 31C and 32C, and the first deformable members 27C and 28C are twisted and deformed accordingly. Then, the drive members 25 and 26 are rotated. By such rotation of the drive members 25 and 26, the shaft members 23 and 24 are given a torsional moment.

各第1の変形部材27C、28Cは、主として捩れ変形するように構成されたものであり、回動中心軸Xに略平行な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、第1の変形部材27Cは、その一端271Cが支持部材21Cに固定され、他端272C側の部分(以下、他端部272Cと言う。)が駆動部材25の一端部251に連結され、弾性変形可能に構成されている。これと同様に、第1の変形部材28Cは、その一端281Cが支持部材21に固定され、他端282C側の部分(以下、他端部282Cと言う。)が駆動部材26の一端部261に連結され、弾性変形可能に構成されている。
Each of the first deformation members 27C and 28C is mainly configured to be twisted and deformed, and has a longitudinal shape extending in a direction substantially parallel to the rotation center axis X.
The first deformation member 27C has one end 271C fixed to the support member 21C, the other end 272C side portion (hereinafter referred to as the other end 272C) connected to the one end 251 of the drive member 25, It is configured to be elastically deformable. Similarly, one end 281C of the first deformation member 28C is fixed to the support member 21, and a portion on the other end 282C side (hereinafter referred to as the other end portion 282C) is formed on the one end portion 261 of the drive member 26. It is connected and configured to be elastically deformable.

一方、各第2の変形部材29C、30Cは、主として捩れ変形するように構成されたものであり、回動中心軸Xに略平行な方向に延在する長手形状をなしている。
そして、第2の変形部材29Cは、その一端291Cが支持部材21Cに固定され、他端292C側の部分(以下、他端部292Cと言う。)が駆動部材25の他端部252に連結され、弾性変形可能に構成されている。これと同様に、第2の変形部材30Cは、その一端301Cが支持部材21Cに固定され、他端302C側の部分(以下、他端部302Cと言う。)が駆動部材26の他端部262に連結され、弾性変形可能に構成されている。
このような各第1の変形部材27C、28Cおよび各第2の変形部材29C、30Cは、それぞれ対応する駆動部材25、26に対し可動板22側(すなわち内側)に位置している。これにより、可動板22の回動中心軸方向Xにおける光学デバイス1の寸法を抑えることができる。
On the other hand, each of the second deformable members 29C, 30C is mainly configured to be torsionally deformed, and has a longitudinal shape extending in a direction substantially parallel to the rotation center axis X.
The second deformation member 29 </ b> C has one end 291 </ b> C fixed to the support member 21 </ b> C, and a portion on the other end 292 </ b> C side (hereinafter referred to as the other end 292 </ b> C) connected to the other end 252 of the drive member 25. It is configured to be elastically deformable. Similarly, one end 301C of the second deformable member 30C is fixed to the support member 21C, and the other end 302C side portion (hereinafter referred to as the other end 302C) is the other end 262 of the drive member 26. And is configured to be elastically deformable.
The first deformation members 27C and 28C and the second deformation members 29C and 30C are positioned on the movable plate 22 side (that is, inside) with respect to the corresponding drive members 25 and 26, respectively. Thereby, the dimension of the optical device 1 in the rotation center axis direction X of the movable plate 22 can be suppressed.

圧電素子31Cは、第2の変形部材29C上に接合され、その長手方向に伸縮するように配置されている。一方、圧電素子32Cは、第2の変形部材30C上に接合され、その長手方向に伸縮するように配置されている。
以上説明したような光学デバイス1Aによれば、前述した第1実施形態の光学デバイス1と同様の効果に加え、可動板22の回動中心軸方向Xにおける光学デバイス1の寸法を抑えることができる。
The piezoelectric element 31C is bonded onto the second deformable member 29C and disposed so as to expand and contract in the longitudinal direction. On the other hand, the piezoelectric element 32C is bonded onto the second deformable member 30C and arranged to expand and contract in the longitudinal direction.
According to the optical device 1A described above, in addition to the same effects as those of the optical device 1 of the first embodiment described above, the dimensions of the optical device 1 in the rotation center axis direction X of the movable plate 22 can be suppressed. .

以上説明したような光学デバイス1〜1Cは、例えば、光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどに適用することができる。
光学デバイス1を光スキャナとして用いた場合、光学デバイス1(本発明にかかる光スキャナ)は、光反射部221で反射した光を走査する。
このような光スキャナは、例えば、レーザープリンタ、イメージング用ディスプレイ、バーコードリーダー、走査型共焦点顕微鏡などの画像形成装置に好適に適用することができる。この場合、光反射部221で反射した光を主走査および/または副走査して、対象物上に画像を形成する。本発明の光スキャナを備えた画像形成装置、すなわち、本発明の画像形成装置は、小型化および低コスト化を図りつつ、優れた画像を得ることができる。
The optical devices 1 to 1C as described above can be applied to, for example, an optical scanner, an optical switch, an optical attenuator, and the like.
When the optical device 1 is used as an optical scanner, the optical device 1 (the optical scanner according to the present invention) scans the light reflected by the light reflecting unit 221.
Such an optical scanner can be suitably applied to an image forming apparatus such as a laser printer, an imaging display, a barcode reader, or a scanning confocal microscope. In this case, the light reflected by the light reflecting portion 221 is subjected to main scanning and / or sub scanning to form an image on the object. The image forming apparatus provided with the optical scanner of the present invention, that is, the image forming apparatus of the present invention can obtain an excellent image while reducing the size and cost.

以下、本発明の光スキャナを備えた画像形成装置の具体例を説明する。
まず、電子写真方式を採用するプリンタに本発明を適用した例を説明する。
図8は、本発明の光スキャナを備える画像形成装置(プリンタ)の一例を示す全体構成の模式的断面図、図9は、図8に示す画像形成装置に備えられた露光ユニットの概略構成を示す図である。
Hereinafter, a specific example of an image forming apparatus provided with the optical scanner of the present invention will be described.
First, an example in which the present invention is applied to a printer that employs an electrophotographic system will be described.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an overall configuration showing an example of an image forming apparatus (printer) including the optical scanner of the present invention, and FIG. 9 is a schematic configuration of an exposure unit provided in the image forming apparatus shown in FIG. FIG.

図8に示す画像形成装置110(プリンタ)は、露光・現像・転写・定着を含む一連の画像形成プロセスによって、トナーからなる画像を紙やOHPシートなどの記録媒体に記録するものである。このような画像形成装置110は、図8に示すように、図示矢印方向に回転する感光体111を有し、その回転方向に沿って順次、帯電ユニット112、露光ユニット113、現像ユニット114、転写ユニット115、クリーニングユニット116が配設されている。また、画像形成装置110は、図8にて、下部に、紙などの記録媒体Pを収容する給紙トレイ117が設けられ、上部に、定着装置118が設けられている。   An image forming apparatus 110 (printer) shown in FIG. 8 records an image made of toner on a recording medium such as paper or an OHP sheet by a series of image forming processes including exposure, development, transfer, and fixing. As shown in FIG. 8, such an image forming apparatus 110 has a photoconductor 111 that rotates in the direction of the arrow shown in the figure, and sequentially, along the rotation direction, a charging unit 112, an exposure unit 113, a developing unit 114, and a transfer unit. A unit 115 and a cleaning unit 116 are provided. In FIG. 8, the image forming apparatus 110 is provided with a paper feed tray 117 that accommodates a recording medium P such as paper at the bottom, and a fixing device 118 at the top.

このような画像形成装置110にあっては、まず、図示しないホストコンピュータからの指令により、感光体111、現像ユニット114に設けられた現像ローラ(図示せず)、および中間転写ベルト151が回転を開始する。そして、感光体111は、回転しながら、帯電ユニット112により順次帯電される。
感光体111の帯電された領域は、感光体111の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット113によって、第1色目、例えばイエローYの画像情報に応じた潜像が前記領域に形成される。
In such an image forming apparatus 110, first, in response to a command from a host computer (not shown), the photosensitive member 111, the developing roller (not shown) provided in the developing unit 114, and the intermediate transfer belt 151 rotate. Start. The photosensitive member 111 is sequentially charged by the charging unit 112 while rotating.
The charged region of the photoconductor 111 reaches an exposure position as the photoconductor 111 rotates, and a latent image corresponding to image information of the first color, for example, yellow Y, is formed in the region by the exposure unit 113. .

感光体111上に形成された潜像は、感光体111の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像のための現像装置144によってイエロートナーで現像される。これにより、感光体111上にイエロートナー像が形成される。このとき、現像ユニット114は、現像装置144が選択的に前記現像位置にて感光体111と対向している。なお、この選択は、保持体145の軸146まわりの回転により、現像装置141〜144の相対位置関係を維持しつつそれぞれの位置を変えることで行う。   The latent image formed on the photoconductor 111 reaches the development position as the photoconductor 111 rotates, and is developed with yellow toner by the developing device 144 for yellow development. As a result, a yellow toner image is formed on the photoreceptor 111. At this time, in the developing unit 114, the developing device 144 selectively faces the photoconductor 111 at the developing position. This selection is performed by changing the respective positions while maintaining the relative positional relationship of the developing devices 141 to 144 by the rotation of the holding body 145 around the axis 146.

感光体111上に形成されたイエロートナー像は、感光体111の回転に伴って一次転写位置(すなわち、感光体111と一次転写ローラ152との対向部)に至り、一次転写ローラ152によって、中間転写ベルト151に転写(一次転写)される。このとき、一次転写ローラ152には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧(一次転写バイアス)が印加される。なお、この間、二次転写ローラ155は、中間転写ベルト151から離間している。   The yellow toner image formed on the photoconductor 111 reaches a primary transfer position (that is, a portion where the photoconductor 111 and the primary transfer roller 152 face each other) as the photoconductor 111 rotates, and is intermediated by the primary transfer roller 152. Transfer (primary transfer) is performed on the transfer belt 151. At this time, a primary transfer voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the primary transfer roller 152. During this time, the secondary transfer roller 155 is separated from the intermediate transfer belt 151.

前述の処理と同様の処理が、第2色目、第3色目および第4色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した各色のトナー像が、中間転写ベルト151に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト151上にはフルカラートナー像が形成される。
一方、記録媒体Pは、給紙トレイ117から、給紙ローラ171、レジローラ172によって二次転写位置(すなわち、二次転写ローラ155と駆動ローラ154との対向部)へ搬送される。
The same processing as described above is repeatedly executed for the second color, the third color, and the fourth color, so that the toner images of the respective colors corresponding to the respective image signals are transferred onto the intermediate transfer belt 151 in an overlapping manner. The As a result, a full color toner image is formed on the intermediate transfer belt 151.
On the other hand, the recording medium P is conveyed from the paper feed tray 117 to the secondary transfer position (that is, the portion where the secondary transfer roller 155 and the driving roller 154 face each other) by the paper feed roller 171 and the registration roller 172.

中間転写ベルト151上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト151の回転に伴って二次転写位置に至り、二次転写ローラ155によって記録媒体Pに転写(二次転写)される。このとき、二次転写ローラ155は中間転写ベルト151に押圧されるとともに二次転写電圧(二次転写バイアス)が印加される。また、中間転写ベルト151は、駆動ローラ154を回転させることで一次転写ローラ152および従動ローラ153を従動回転させながら回転する。
記録媒体Pに転写されたフルカラートナー像は、定着装置118によって加熱および加圧されて記録媒体Pに融着される。その後、片面プリントの場合には、記録媒体Pは、排紙ローラ対173によって画像形成装置110の外部へ排出される。
一方、感光体111は一次転写位置を経過した後に、クリーニングユニット116のクリーニングブレード161によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、クリーニングユニット116内の残存トナー回収部に回収される。
The full color toner image formed on the intermediate transfer belt 151 reaches the secondary transfer position as the intermediate transfer belt 151 rotates, and is transferred (secondary transfer) to the recording medium P by the secondary transfer roller 155. At this time, the secondary transfer roller 155 is pressed against the intermediate transfer belt 151 and a secondary transfer voltage (secondary transfer bias) is applied. Further, the intermediate transfer belt 151 rotates while the driving roller 154 is rotated and the primary transfer roller 152 and the driven roller 153 are driven to rotate.
The full-color toner image transferred to the recording medium P is heated and pressurized by the fixing device 118 and fused to the recording medium P. Thereafter, in the case of single-sided printing, the recording medium P is discharged to the outside of the image forming apparatus 110 by the discharge roller pair 173.
On the other hand, after the primary transfer position has elapsed, the toner adhering to the surface of the photoconductor 111 is scraped off by the cleaning blade 161 of the cleaning unit 116 to prepare for charging to form the next latent image. The toner scraped off is collected by a residual toner collecting unit in the cleaning unit 116.

両面プリントの場合には、定着装置118によって一方の面に定着処理された記録媒体Pを一旦排紙ローラ対173により挟持した後に、排紙ローラ対173を反転駆動するとともに、搬送ローラ対174、176を駆動して、当該記録媒体Pを搬送路175を通じて表裏反転して二次転写位置へ帰還させ、前述と同様の動作により、記録媒体Pの他方の面に画像を形成する。   In the case of double-sided printing, after the recording medium P fixed on one surface by the fixing device 118 is once sandwiched by the paper discharge roller pair 173, the paper discharge roller pair 173 is driven in reverse and the conveyance roller pair 174, 176 is driven, the recording medium P is turned upside down through the transport path 175 and returned to the secondary transfer position, and an image is formed on the other surface of the recording medium P by the same operation as described above.

このような画像形成装置に備えられた露光ユニット113は、図示しないパーソナルコンピュータなどのホストコンピュータから画像情報を受けこれに応じて、一様に帯電された感光体111上に、レーザーを選択的に照射することによって、静電的な潜像を形成する装置である。
より具体的に説明すると、露光ユニット113は、図9に示すように、光スキャナである光学デバイス1と、レーザー光源131と、コリメータレンズ132と、fθレンズ133とを有している。
The exposure unit 113 provided in such an image forming apparatus receives image information from a host computer such as a personal computer (not shown) and selectively applies a laser on the uniformly charged photoreceptor 111 in accordance with the image information. It is an apparatus that forms an electrostatic latent image by irradiation.
More specifically, as shown in FIG. 9, the exposure unit 113 includes the optical device 1 that is an optical scanner, a laser light source 131, a collimator lens 132, and an fθ lens 133.

露光ユニット113にあっては、レーザー光源131からコリメータレンズ132を介して光学デバイス1(光反射部221)にレーザー光Lが照射される。そして、光反射部221で反射したレーザー光Lがfθレンズを介して感光体111上に照射される。
その際、光学デバイス1の駆動(可動板22の回動中心軸Xまわりの回動)により、光反射部221で反射した光(レーザーL)は、感光体111の軸線方向に走査(主走査)される。一方、感光体111の回転により、光反射部221で反射した光(レーザーL)は、感光体111の周方向に走査(副走査)される。また、レーザー光源131から出力されるレーザー光Lの強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
このようにして露光ユニット113は、感光体111上を選択的に露光して画像形成(描画)を行う。
In the exposure unit 113, the laser light L is irradiated from the laser light source 131 to the optical device 1 (light reflection unit 221) via the collimator lens 132. Then, the laser beam L reflected by the light reflecting portion 221 is irradiated onto the photosensitive member 111 through the fθ lens.
At that time, the light (laser L) reflected by the light reflecting portion 221 by the driving of the optical device 1 (rotation about the rotation center axis X of the movable plate 22) scans in the axial direction of the photoconductor 111 (main scanning). ) On the other hand, the light (laser L) reflected by the light reflecting portion 221 by the rotation of the photosensitive member 111 is scanned (sub-scanned) in the circumferential direction of the photosensitive member 111. Further, the intensity of the laser light L output from the laser light source 131 changes in accordance with image information received from a host computer (not shown).
In this way, the exposure unit 113 selectively exposes the surface of the photoconductor 111 to form an image (drawing).

次に、イメージングディスプレイ(表示装置)に本発明を適用した例を説明する。
図10は、本発明の画像形成装置(イメージングディスプレイ)の一例を示す概略図である。
図10に示す画像形成装置119は、光スキャナである光学デバイス1と、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の光源191、192、193と、クロスダイクロイックプリズム(Xプリズム)194と、ガルバノミラー195と、固定ミラー196と、スクリーン197とを備えている。
Next, an example in which the present invention is applied to an imaging display (display device) will be described.
FIG. 10 is a schematic view showing an example of an image forming apparatus (imaging display) of the present invention.
An image forming apparatus 119 shown in FIG. 10 includes an optical device 1 that is an optical scanner, light sources 191, 192, and 193 of three colors of R (red), G (green), and B (blue), and a cross dichroic prism (X Prism 194, galvanometer mirror 195, fixed mirror 196, and screen 197.

このような画像形成装置119にあっては、光源191、192、193からクロスダイクロイックプリズム194を介して光学デバイス1(光反射部221)に各色の光が照射される。このとき、光源191からの赤色の光と、光源192からの緑色の光と、光源193からの青色の光とが、クロスダイクロイックプリズム194にて合成される。
そして、光反射部221で反射した光(3色の合成光)は、ガルバノミラー195で反射した後に、固定ミラー196で反射し、スクリーン197上に照射される。
In such an image forming apparatus 119, light of each color is emitted from the light sources 191, 192, 193 to the optical device 1 (light reflecting unit 221) via the cross dichroic prism 194. At this time, the red light from the light source 191, the green light from the light source 192, and the blue light from the light source 193 are combined by the cross dichroic prism 194.
Then, the light (three colors of combined light) reflected by the light reflecting portion 221 is reflected by the galvanometer mirror 195, then by the fixed mirror 196, and irradiated on the screen 197.

その際、光学デバイス1の駆動(可動板22の回動中心軸Xまわりの回動)により、光反射部221で反射した光は、スクリーン197の横方向に走査(主走査)される。一方、ガルバノミラー195の軸線Yまわりの回転により、光反射部221で反射した光は、スクリーン197の縦方向に走査(副走査)される。また、各色の光源191、192、193から出力される光の強度は、図示しないホストコンピュータから受けた画像情報に応じて変化する。
このようにして画像形成装置119は、スクリーン197上に画像形成(描画)を行う。
At this time, the light reflected by the light reflecting portion 221 is scanned in the horizontal direction of the screen 197 (main scanning) by driving the optical device 1 (rotation about the rotation center axis X of the movable plate 22). On the other hand, the light reflected by the light reflecting portion 221 is scanned (sub-scanned) in the vertical direction of the screen 197 by the rotation of the galvano mirror 195 around the axis Y. In addition, the intensity of light output from the light sources 191, 192, and 193 of each color changes according to image information received from a host computer (not shown).
In this way, the image forming apparatus 119 performs image formation (drawing) on the screen 197.

以上、本発明の光学デバイス、光スキャナ、および画像形成装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光学デバイスでは、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、軸部材が直線状をなしていたが、軸部材の形状は、可動板を回動可能に支持できるものであれば任意である。例えば、軸部材は、その途中に分岐している部分を有していてもよいし、幅広な部分や幅狭な部分を有してもよし、折れ曲がったような形状をなす部分を有していてもよい。
While the optical device, the optical scanner, and the image forming apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this. For example, in the optical device of the present invention, the configuration of each part can be replaced with any configuration that exhibits the same function, and any configuration can be added.
In the above-described embodiment, the shaft member is linear. However, the shape of the shaft member is arbitrary as long as the movable plate can be rotatably supported. For example, the shaft member may have a portion branched in the middle thereof, a wide portion or a narrow portion, or a portion that is bent. May be.

また、前述した実施形態では、圧電素子が基体の上面のみに接合されていたが、基体の下面に圧電素子を接合してもよい。
また、前述した実施形態では、光学デバイスが左右対称な形状をなしている構造を説明したが、非対称であってもよい。
また、前述した実施形態では、光反射部が可動板の上面(支持体とは逆側の面)に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆の面に設けられている構成であってもよいし、両方の面に設けられている構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the piezoelectric element is bonded only to the upper surface of the substrate. However, the piezoelectric element may be bonded to the lower surface of the substrate.
In the above-described embodiment, the structure in which the optical device has a symmetrical shape has been described.
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the light reflecting portion is provided on the upper surface of the movable plate (the surface on the side opposite to the support) has been described, but for example, the configuration provided on the opposite surface. There may be a configuration provided on both sides.

本発明の光学デバイスの第1実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows 1st Embodiment of the optical device of this invention. 図1に示す光学デバイスの平面図である。It is a top view of the optical device shown in FIG. 図2中のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line in FIG. 図1に示す光学デバイスの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the optical device shown in FIG. 本発明の光学デバイスの第2実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 2nd Embodiment of the optical device of this invention. 本発明の光学デバイスの第3実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 3rd Embodiment of the optical device of this invention. 本発明の光学デバイスの第4実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows 4th Embodiment of the optical device of this invention. 本発明の画像形成装置(プリンタ)の一例を示す全体構成の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an overall configuration showing an example of an image forming apparatus (printer) of the present invention. 図6に示す画像形成装置に備えられた露光ユニットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the exposure unit with which the image forming apparatus shown in FIG. 6 was equipped. 本発明の画像形成装置(イメージングディスプレイ)の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the image forming apparatus (imaging display) of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1〜1C……光学デバイス 2〜2C……基体 21、21C……支持部材 22……可動板 23、24……軸部材 25、25A、26、26A……駆動部材 27、27A、27C、28、28A、28C……第1の変形部材 29、29B、29C、30、30B、30C……第2の変形部材 31、31B、31C、32、32B、32C……圧電素子 4……支持体 41……第1の層 42……第2の層 110……画像形成装置 111……感光体 112……帯電ユニット 113……露光ユニット 114……現像ユニット 115……転写ユニット 116……クリーニングユニット 117……給紙トレイ 118……定着装置 119……画像形成装置 131……レーザー光源 132……コリメータレンズ 133……fθレンズ 141〜144……現像装置 145……保持体 146……軸 151……中間転写ベルト 152……一次転写ローラ 153……従動ローラ 154……駆動ローラ 155……二次転写ローラ 161……クリーニングブレード 171……給紙ローラ 172……レジローラ 173……排紙ローラ対 174、176……搬送ローラ対 175……搬送路 191、192、193……光源 194……クロスダイクロイックプリズム 195……ガルバノミラー 196……固定ミラー 197……スクリーン 221……光反射部 251、261……一端部 252、262、272、272A、272C、282、282A、282C、292、292C、302、302C……他端部 251A、261A、271、271A、271C、281、281A、281C、291、291B、291C、301、301B、301C……一端 252A、262A、292B、302B……他端 P……記録媒体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-1C ... Optical device 2-2C ... Base | substrate 21, 21C ... Support member 22 ... Movable plate 23, 24 ... Shaft member 25, 25A, 26, 26A ... Drive member 27, 27A, 27C, 28 28A, 28C... First deformable member 29, 29B, 29C, 30, 30B, 30C... Second deformable member 31, 31B, 31C, 32, 32B, 32C... Piezoelectric element 4. ... First layer 42... Second layer 110... Image forming apparatus 111... Photoconductor 112... Charging unit 113 .. Exposure unit 114 .. Development unit 115. ...... Feeding tray 118 ...... Fixing device 119 ...... Image forming device 131 ...... Laser light source 132 ...... Collimator lens 133 ...... fθ recording 141 to 144... Developing device 145... Holding body 146... Shaft 151... Intermediate transfer belt 152... Primary transfer roller 153. Blade 171... Feed roller 172... Registration roller 173... Discharge roller pair 174 and 176... 196... Fixed mirror 197... Screen 221... Light reflection portion 251, 261... 251A, 261A, 271, 271A, 71C, 281,281A, 281C, 291,291B, 291C, 301,301B, 301C ...... one end 252A, 262A, 292B, 302B ...... the other end P ...... recording medium

Claims (11)

支持部材と、
光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記支持部材に対し前記可動板を回動可能に支持する1対の軸部材と、
前記各軸部材に捩りモーメントを与える駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記各軸部材を捩れ変形させながら、前記可動板を回動させて、前記光反射部で反射した光を偏向または走査するように構成された光学デバイスであって、
前記駆動手段は、前記可動板の板面に平行でかつ前記可動板の回動中心軸に対し略直角な方向に延在する長手形状をなし、その一端部近傍に前記回動中心軸を位置させるように前記各軸部材を支持する1対の駆動部材と、前記回動中心軸に平行な方向に延在する長手形状をなし、その一端が前記支持部材に固定され、他端が前記駆動部材の前記一端部に連結された弾性変形可能な1対の第1の変形部材と、長手形状をなし、その一端部が前記支持部材に固定され、他端部が前記駆動部材の前記一端部とは反対側の他端部に連結された弾性変形可能な1対の第2の変形部材と、前記各第2の変形部材上に接合され、前記各第2の変形部材の長手方向に伸縮する1対の圧電素子とを備え、通電により前記各圧電素子を伸縮させることにより、前記各第2の変形部材を曲げ変形させ、これに伴って、前記各第1の変形部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させて、前記各軸部材に捩りモーメントを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする光学デバイス。
A support member;
A movable plate provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of shaft members rotatably supporting the movable plate with respect to the support member;
Drive means for applying a torsional moment to each shaft member;
An optical device configured to deflect or scan the light reflected by the light reflecting portion by rotating the movable plate while twisting and deforming each shaft member by the operation of the driving means,
The drive means has a longitudinal shape that is parallel to the plate surface of the movable plate and extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis of the movable plate, and the rotation center axis is positioned in the vicinity of one end thereof. A pair of drive members that support the shaft members, and a longitudinal shape extending in a direction parallel to the rotation center axis, one end of which is fixed to the support member and the other end of the drive A pair of elastically deformable first deformable members connected to the one end of the member and a longitudinal shape, one end of which is fixed to the support member, and the other end is the one end of the drive member A pair of elastically deformable second deformable members connected to the other end opposite to each other, and joined on the second deformable members, and extend and contract in the longitudinal direction of the second deformable members A pair of piezoelectric elements, and by expanding and contracting each piezoelectric element by energization, The second deformable member is bent and deformed, and the drive member is rotated while twisting and deforming each first deformable member to give a torsional moment to each shaft member, and the movable plate An optical device characterized in that the optical device is configured to rotate.
前記各第1の変形部材は、前記回動中心軸近傍に設けられている請求項1に記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 1, wherein each of the first deformable members is provided in the vicinity of the rotation center axis. 前記各第1の変形部材は、前記回動中心軸上に設けられている請求項2に記載の光学デバイス。   The optical device according to claim 2, wherein each of the first deformable members is provided on the rotation center axis. 前記可動板を平面視したときに、前記1対の駆動部材と前記1対の第1の変形部材と前記1対の第2の変形部材と前記1対の圧電素子とは、その配置が、前記回動中心軸に対し直角な方向で前記可動板の中心を通る線分に対し実質的に対称となるように設けられている請求項1ないし3のいずれかに記載の光学デバイス。   When the movable plate is viewed in plan, the pair of driving members, the pair of first deformation members, the pair of second deformation members, and the pair of piezoelectric elements are arranged in the following manner: 4. The optical device according to claim 1, wherein the optical device is provided so as to be substantially symmetric with respect to a line segment passing through a center of the movable plate in a direction perpendicular to the rotation center axis. 前記各第2の変形部材は、前記回動中心軸に対し略直角な方向に延在している請求項1ないし4のいずれかに記載の光学デバイス。   5. The optical device according to claim 1, wherein each of the second deformable members extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis. 前記各第2の変形部材は、前記回動中心軸に対し略平行な方向に延在し、かつ、前記各第2の変形部材は、それぞれ対応する前記駆動部材に対し前記可動板とは反対側に位置している請求項1ないし4のいずれかに記載の光学デバイス。   Each of the second deformable members extends in a direction substantially parallel to the rotation center axis, and each of the second deformable members is opposite to the movable plate with respect to the corresponding drive member. The optical device according to claim 1, which is located on a side. 前記各第2の変形部材は、前記回動中心軸に対し略平行な方向に延在し、かつ、前記各第1の変形部材および前記各第2の変形部材は、それぞれ対応する前記駆動部材に対し前記可動板側に位置している請求項1ないし4のいずれかに記載の光学デバイス。   Each of the second deformation members extends in a direction substantially parallel to the rotation center axis, and each of the first deformation members and each of the second deformation members corresponds to the corresponding drive member. The optical device according to claim 1, wherein the optical device is located on the movable plate side. 前記駆動手段は、前記可動板および前記1対の軸部材で構成された捩り振動子の捩り共振周波数に等しい周波数で周期的に変化する電圧を前記各圧電素子に印加するように構成されている請求項1ないし7のいずれかに記載の光学デバイス。   The driving means is configured to apply a voltage that periodically changes at a frequency equal to a torsional resonance frequency of a torsional vibrator constituted by the movable plate and the pair of shaft members to each piezoelectric element. The optical device according to claim 1. 前記1対の圧電素子は、ともに前記回動中心軸に対しその片側に偏在するように配置され、前記駆動手段は、前記1対の圧電素子の伸張/収縮のタイミングが互いに同じになるように、前記圧電素子に電圧を印加するように構成されている請求項1ないし8のいずれかに記載の光学デバイス。   The pair of piezoelectric elements are both arranged so as to be unevenly distributed on one side with respect to the rotation center axis, and the driving means is configured so that the timing of expansion / contraction of the pair of piezoelectric elements is the same. The optical device according to claim 1, wherein a voltage is applied to the piezoelectric element. 支持部材と、
光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する1対の軸部材と、
前記各軸部材に捩りモーメントを与える駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記各軸部材を捩れ変形させながら、前記可動板を回動させて、前記光反射部で反射した光を走査するように構成された光スキャナであって、
前記駆動手段は、前記可動板の板面に平行でかつ前記可動板の回動中心軸に対し略直角な方向に延在する長手形状をなし、その一端部近傍に前記回動中心軸を位置させるように前記各軸部材を支持する1対の駆動部材と、前記回動中心軸に平行な方向に延在する長手形状をなし、その一端が前記支持部材に固定され、他端が前記駆動部材の前記一端部に連結された弾性変形可能な1対の第1の変形部材と、長手形状をなし、その一端部が前記支持部材に固定され、他端部が前記駆動部材の前記一端部とは反対側の他端部に連結された弾性変形可能な1対の第2の変形部材と、前記各第2の変形部材上に接合され、前記各第2の変形部材の長手方向に伸縮する1対の圧電素子とを備え、通電により前記各圧電素子を伸縮させることにより、前記各第2の変形部材を曲げ変形させ、これに伴って、前記各第1の変形部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させて、前記各軸部材に捩りモーメントを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする光スキャナ。
A support member;
A movable plate provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of shaft members that rotatably support the movable plate;
Drive means for applying a torsional moment to each shaft member;
An optical scanner configured to scan the light reflected by the light reflecting portion by rotating the movable plate while twisting and deforming each shaft member by the operation of the driving means;
The drive means has a longitudinal shape that is parallel to the plate surface of the movable plate and extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis of the movable plate, and the rotation center axis is positioned in the vicinity of one end thereof. A pair of drive members that support the shaft members, and a longitudinal shape extending in a direction parallel to the rotation center axis, one end of which is fixed to the support member and the other end of the drive A pair of elastically deformable first deformable members connected to the one end of the member and a longitudinal shape, one end of which is fixed to the support member, and the other end is the one end of the drive member A pair of elastically deformable second deformable members connected to the other end opposite to each other, and joined on the second deformable members, and extend and contract in the longitudinal direction of the second deformable members A pair of piezoelectric elements, and by expanding and contracting each piezoelectric element by energization, The second deformable member is bent and deformed, and the drive member is rotated while twisting and deforming each first deformable member to give a torsional moment to each shaft member, and the movable plate An optical scanner characterized by being configured to rotate.
支持部材と、
光反射性を有する光反射部を備えた可動板と、
前記可動板を回動可能に支持する1対の軸部材と、
前記各軸部材に捩りモーメントを与える駆動手段とを有し、
前記駆動手段の作動により、前記各軸部材を捩れ変形させながら、前記可動板を回動させて、前記光反射部で反射した光を主走査および/または副走査して、対象物上に画像を形成するように構成された画像形成装置であって、
前記駆動手段は、前記可動板の板面に平行でかつ前記可動板の回動中心軸に対し略直角な方向に延在する長手形状をなし、その一端部近傍に前記回動中心軸を位置させるように前記各軸部材を支持する1対の駆動部材と、前記回動中心軸に平行な方向に延在する長手形状をなし、その一端が前記支持部材に固定され、他端が前記駆動部材の前記一端部に連結された弾性変形可能な1対の第1の変形部材と、長手形状をなし、その一端部が前記支持部材に固定され、他端部が前記駆動部材の前記一端部とは反対側の他端部に連結された弾性変形可能な1対の第2の変形部材と、前記各第2の変形部材上に接合され、前記各第2の変形部材の長手方向に伸縮する1対の圧電素子とを備え、通電により前記各圧電素子を伸縮させることにより、前記各第2の変形部材を曲げ変形させ、これに伴って、前記各第1の変形部材を捩れ変形させながら前記各駆動部材を回動させて、前記各軸部材に捩りモーメントを与え、前記可動板を回動させるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。
A support member;
A movable plate provided with a light reflecting portion having light reflectivity;
A pair of shaft members that rotatably support the movable plate;
Drive means for applying a torsional moment to each shaft member;
With the operation of the driving means, the movable plate is rotated while twisting and deforming each shaft member, and the light reflected by the light reflecting portion is subjected to main scanning and / or sub scanning, and an image is formed on the object. An image forming apparatus configured to form
The drive means has a longitudinal shape that is parallel to the plate surface of the movable plate and extends in a direction substantially perpendicular to the rotation center axis of the movable plate, and the rotation center axis is positioned in the vicinity of one end thereof. A pair of drive members that support the shaft members, and a longitudinal shape extending in a direction parallel to the rotation center axis, one end of which is fixed to the support member and the other end of the drive A pair of elastically deformable first deformable members connected to the one end of the member and a longitudinal shape, one end of which is fixed to the support member, and the other end is the one end of the drive member A pair of elastically deformable second deformable members connected to the other end opposite to each other, and joined on the second deformable members, and extend and contract in the longitudinal direction of the second deformable members A pair of piezoelectric elements, and by expanding and contracting each piezoelectric element by energization, The second deformable member is bent and deformed, and the drive member is rotated while twisting and deforming each first deformable member to give a torsional moment to each shaft member, and the movable plate An image forming apparatus configured to rotate the image forming apparatus.
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