(57)【要約】【課題】オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を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。【解決手段】本発明の光学デバイス１は、光反射性を有する光反射部２２１を備えた可動板２２を含む可動部１０と、可動部１０を支持する弾性変形可能な４つの変形部材２７、２８、２９、３０と、各変形部材２７、２８、２９、３０上に接合され、各変形部材２７、２８、２９、３０を可動板２２の厚さ方向に曲げ変形させることにより可動板２２を回動させる４つの圧電素子３１、３２、３３、３４とを有し、４つの圧電素子３１、３２、３３、３４のうち、２つの圧電素子３１、３２が可動板２２の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子３３、３４が可動板２２の他方の面側に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射性を有する光反射部を備えた可動板を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な複数の変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる複数の圧電素子とを有し、
前記複数の圧電素子のうち、少なくとも１つの圧電素子が前記可動板の表面側に設けられ、残りの圧電素子が前記可動板の裏面側に設けられていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
光反射性を有する光反射部を備えた可動板を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な４つの変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる４つの圧電素子とを有し、
前記４つの圧電素子のうち、２つの圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることを特徴とする光学デバイス。
【請求項３】
前記可動部は、前記可動板を回動可能に支持する弾性変形可能な１対の軸部材と、前記各軸部材に連結された１対の駆動部材とを含み、前記４つの変形部材は、対をなし前記各駆動部材に対応して連結され、前記各対の変形部材を互いに反対方向に曲げ変形させることにより、前記各駆動部材を回動させ、これに伴い、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るように構成されている請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記２対の変形部材に連結され、前記可動板を囲むように枠状をなす枠状部材を有し、前記各軸部材を捩れ変形させながら第１の軸線まわりに前記可動板を回動させるとともに、前記枠状部材を前記第１の軸線に直交する第２の軸線まわりに回動させて前記可動板を前記第２の軸線まわりに回動させるように構成されている請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記可動部は、前記可動板を第１の軸線まわりに回動可能に支持する弾性変形可能な１対の第１の軸部材と、前記各第１の軸部材に連結され、前記可動板を囲むように枠状をなす枠状部材と、前記枠状部材を前記第１の軸線と直交する第２の軸線まわりに回動可能に支持する弾性変形可能な１対の第２の軸部材と、前記各第２の軸部材に連結された１対の駆動部材とを含み、前記４つの変形部材は、対をなし前記各駆動部材に対応して連結され、前記各対の変形部材を互いに反対方向に曲げ変形させることにより、前記各駆動部材を回動させ、これに伴い、前記各第２の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第２の軸線まわりに回動させて前記可動板を前記第２の軸線まわりに回動させるとともに、前記各第１の軸部材を捩れ変形させながら可動板を前記第１の軸線まわりに回動させるように構成されている請求項２に記載の光学デバイス。
【請求項６】
前記１対の駆動部材のうちの一方の駆動部材に連結された前記１対の変形部材に対応する前記１対の圧電素子は、それぞれ、前記可動板の一方の面側に設けられ、前記１対の駆動部材のうちの他方の駆動部材に連結された前記１対の変形部材に対応する前記１対の圧電素子は、それぞれ、前記可動板の他方の面側に設けられている請求項２ないし５のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項７】
前記各駆動部材に連結された前記１対の変形部材に対応する前記１対の圧電素子は、一方の前記圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他方の前記圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられている請求項２ないし５のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項８】
前記変形部材は、これに対応する前記駆動部材に対し前記可動板とは反対側に設けられている請求項２ないし７のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項９】
前記変形部材は、これに対応する前記駆動部材に対し前記可動板側に設けられている請求項２ないし７のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項１０】
前記４つの圧電素子は、前記各圧電素子に印加されたオフセット電圧による前記可動板の厚さ方向での変位を防止するように設けられている請求項２ないし９のいずれかに記載の光学デバイス。
【請求項１１】
光反射性を有する光反射部を備えた可動板を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な４つの変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる４つの圧電素子とを有し、
前記可動板の回動により、前記光反射部で反射した光を走査するものであり、
前記４つの圧電素子のうち、２つの圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることを特徴とする光スキャナ。
【請求項１２】
光反射性を有する光反射部を備えた可動板を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な４つの変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる４つの圧電素子とを有し、
前記可動板の回動により、前記光反射部で反射した光を走査して、対象物上に画像を形成するものであり、
前記４つの圧電素子のうち、２つの圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。このような光学デバイスでは、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、周期的に変化する電圧を各圧電体に印加して駆動するが、その電圧には、一般に、各圧電体が逆バイアス状態とならないようにオフセット電圧が重畳される。
【０００４】
ところが、特許文献１にかかる光スキャナにあっては、複数の圧電体のすべてが可動板の一方の面側に設けられているため、前述したようなオフセット電圧により圧電体が反射ミラーをその厚さ方向に変位させてしまう。そのため、光スキャナを設置するに際し、反射ミラーと光源との間の距離、すなわち光路長が所望の距離となるようにするのが難しい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９１９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、光反射性を有する光反射部を備えた可動板を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な複数の変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる複数の圧電素子とを有し、
前記複数の圧電素子のうち、少なくとも１つの圧電素子が前記可動板の表面側に設けられ、残りの圧電素子が前記可動板の裏面側に設けられていることを特徴とする。
これにより、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を回動させることができる。
【０００８】
本発明の光学デバイスは、光反射性を有する光反射部を備えた可動板を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な４つの変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる４つの圧電素子とを有し、
前記４つの圧電素子のうち、２つの圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることを特徴とする。
これにより、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を回動させることができる。
【０００９】
本発明の光学デバイスでは、前記可動部は、前記可動板を回動可能に支持する弾性変形可能な１対の軸部材と、前記各軸部材に連結された１対の駆動部材とを含み、前記４つの変形部材は、対をなし前記各駆動部材に対応して連結され、前記各対の変形部材を互いに反対方向に曲げ変形させることにより、前記各駆動部材を回動させ、これに伴い、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るように構成されていることが好ましい。
かかる構成により、２自由度振動系を構成することができる。そのため、各変形部材の変形量を抑えつつ、可動板の回動角を大きくすることができる。
【００１０】
本発明の光学デバイスでは、前記２対の変形部材に連結され、前記可動板を囲むように枠状をなす枠状部材を有し、前記各軸部材を捩れ変形させながら第１の軸線まわりに前記可動板を回動させるとともに、前記枠状部材を前記第１の軸線に直交する第２の軸線まわりに回動させて前記可動板を前記第２の軸線まわりに回動させるように構成されていることが好ましい。
かかる構成により、可動板を２次元的に回動（互いに直交する２つの軸線のそれぞれのまわりに回動）させることができる。そのため、例えば、本発明の光学デバイスを光スキャナとして用いた場合、１つの光学デバイスで主走査および副走査を行うことができ、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１１】
本発明の光学デバイスでは、前記可動部は、前記可動板を第１の軸線まわりに回動可能に支持する弾性変形可能な１対の第１の軸部材と、前記各第１の軸部材に連結され、前記可動板を囲むように枠状をなす枠状部材と、前記枠状部材を前記第１の軸線と直交する第２の軸線まわりに回動可能に支持する弾性変形可能な１対の第２の軸部材と、前記各第２の軸部材に連結された１対の駆動部材とを含み、前記４つの変形部材は、対をなし前記各駆動部材に対応して連結され、前記各対の変形部材を互いに反対方向に曲げ変形させることにより、前記各駆動部材を回動させ、これに伴い、前記各第２の軸部材を捩れ変形させながら前記枠状部材を前記第２の軸線まわりに回動させて前記可動板を前記第２の軸線まわりに回動させるとともに、前記各第１の軸部材を捩れ変形させながら可動板を前記第１の軸線まわりに回動させるように構成されていることが好ましい。
かかる構成により、可動板を２次元的に回動（互いに直交する２つの軸線のそれぞれのまわりに回動）させることができる。そのため、例えば、本発明の光学デバイスを光スキャナとして用いた場合、１つの光学デバイスで主走査および副走査を行うことができ、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００１２】
本発明の光学デバイスでは、前記１対の駆動部材のうちの一方の駆動部材に連結された前記１対の変形部材に対応する前記１対の圧電素子は、それぞれ、前記可動板の一方の面側に設けられ、前記１対の駆動部材のうちの他方の駆動部材に連結された前記１対の変形部材に対応する前記１対の圧電素子は、それぞれ、前記可動板の他方の面側に設けられていることが好ましい。
これにより、可動板の回動を円滑なものとしつつ、比較的簡単に、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止することができる。また、このような圧電素子の配置の場合、可動板を２次元的に回動させるように光学デバイスを構成すると、オフセット電圧による可動板の厚さ方向以外での変位を簡単に修正することができる。
【００１３】
本発明の光学デバイスでは、前記各駆動部材に連結された前記１対の変形部材に対応する前記１対の圧電素子は、一方の前記圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他方の前記圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることが好ましい。
これにより、可動板の回動を円滑なものとしつつ、比較的簡単に、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止することができる。特に、オフセット電圧による可動板の回動中心軸のブレを防止することができるため、可動板の回動を極めて円滑なものとすることができる。
【００１４】
本発明の光学デバイスでは、前記変形部材は、これに対応する前記駆動部材に対し前記可動板とは反対側に設けられていることが好ましい。
これにより、各軸部材を捩れ変形させながら可動板をより円滑に回動させることができる。
本発明の光学デバイスでは、前記変形部材は、これに対応する前記駆動部材に対し前記可動板側に設けられ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。
【００１５】
本発明の光学デバイスでは、前記４つの圧電素子は、前記各圧電素子に印加されたオフセット電圧による前記可動板の厚さ方向での変位を防止するように設けられていることが好ましい。
これにより、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を回動させることができる。
【００１６】
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を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な４つの変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる４つの圧電素子とを有し、
前記可動板の回動により、前記光反射部で反射した光を走査するものであり、
前記４つの圧電素子のうち、２つの圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることを特徴とする。
これにより、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を回動させることができる。
【００１７】
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を含む可動部と、
前記可動部を支持する弾性変形可能な４つの変形部材と、
前記各変形部材上に接合され、前記各変形部材を前記可動板の厚さ方向に曲げ変形させることにより前記可動板を回動させる４つの圧電素子とを有し、
前記可動板の回動により、前記光反射部で反射した光を走査して、対象物上に画像を形成するものであり、
前記４つの圧電素子のうち、２つの圧電素子が前記可動板の一方の面側に設けられ、他の２つの圧電素子が前記可動板の他方の面側に設けられていることを特徴とする。
これにより、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板を回動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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２中のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図１に示す光学デバイスに備えられた各圧電素子にオフセット電圧が印加された状態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中の上側を「上」、下側を「下」と言い、図４中および図５中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００１９】
光学デバイス１は、図１ないし図４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、３３、３４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、通電により各圧電素子３１、３２、３３、３４を所定タイミングで伸縮させることにより、基体２の振動系に軸線Ｘを回動中心軸として回動させる。
【００２０】
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を軸線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対の変形部材２７、２８および１対の変形部材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。
ここで、可動板２２と１対の軸部材２３、２４と１対の駆動部材２５、２６とが可動部１０を構成し、この可動部１０が２対の変形部材２７、２８、２９、３０に支持されている。
【００２１】
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、その上面（表面）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。なお、以下、可動板２２の上面を「表面」、下面を「裏面」とも言う。
【００２２】
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。
【００２３】
このような可動板２２は、軸線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。
各軸部材２３、２４は、軸線Ｘに沿って長手形状をなし、軸線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に連結され、他端（左側の端）が駆動部材２５に連結されている。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に連結され、他端が駆動部材２６に連結されている。
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。
【００２４】
各駆動部材２５、２６は、可動板２２の板面に平行でかつ軸線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、その長手方向での中央部で、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、その長手方向での中央部で、軸部材２４を支持している。そして、駆動部材２５および駆動部材２６のそれぞれの長手方向での中央部が、可動板２２の回動中心軸である軸線Ｘ上に位置している。
このような駆動部材２５は、その長手方向での両端部に、１対の変形部材２７、２８を介して支持部材２１に支持されている。これと同様に、駆動部材２６は、その長手方向での両端部にて、１対の変形部材２９、３０を介して支持部材２１に支持されている。
【００２５】
各変形部材２７、２８は、軸線Ｘに略平行な方向に延在する長手形状をなし、主として曲げ変形するように構成されている。本実施形態では、各変形部材２７、２８は、駆動部材２５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。
このような変形部材２７、２８と同様に、各変形部材２９、３０は、軸線Ｘに略平行な方向に延在する長手形状をなし、主として曲げ変形するように構成されている。本実施形態では、各変形部材２９、３０は、駆動部材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。
【００２６】
以上説明したような基体２にあっては、可動板２２および軸部材２３、２４が第１の振動系を構成し、駆動部材２５、２６と変形部材２７、２８、２９、３０と圧電素子３１、３２、３３、３４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、３３３、３４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。
また、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。そして、基体２は、支持部材２１と可動板２２と軸部材２３、２４と駆動部材２５、２６と変形部材２７、２８、２９、３０とが一体的に形成されている。
以上説明したような基体２上には、各軸部材２３、２４を捩れ変形させながら可動板２２を回動させる駆動手段である圧電素子３１、３２、３３、３４が接合されている。
【００２７】
このような圧電素子３１、３２、３３、３４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、３３、３４を伸縮させることができる。ここで、図示しない電源回路は、各圧電素子３１、３２、３３、３４が逆バイアス状態（負電圧が印加された状態）とならないように、オフセット電圧が重畳された電圧を各圧電素子３１、３２、３３、３４に印加するように構成されている。なお、以下では、電源回路から各圧電素子３１、３２、３３、３４に印加される電圧のうち、オフセット電圧を除いた周期的に変化する成分を「駆動電圧」と言う。
【００２８】
特に、これらの圧電素子３１、３２、３３、３４は、各圧電素子３１、３２、３３、３４に印加されたオフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止するように設けられている。
より具体的に説明すると、前述した変形部材２７の上面（可動板２２の表面側の面）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、変形部材２８の上面（可動板２２の表面側の面）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、各変形部材２７、２８を可動板２２の厚さ方向（すなわち上下方向）に曲げ変形させることができる。
【００２９】
これと同様に、変形部材２９の下面（可動板２２の裏面側の面）上には、その長手方向（延在方向）に伸縮する圧電素子３３が接合され、変形部材３０の下面（可動板２２の裏面側の面）上には、その長手方向（延在方向）に伸縮する圧電素子３４が接合されている。これにより、各変形部材２９、３０を可動板２２の厚さ方向に曲げ変形させることができる。
【００３０】
このように４つの圧電素子３１、３２、３３、３４のうち、２つの圧電素子３１、３２が可動板２２の表面側（一方の面側）に設けられ、他（残り）の圧電素子３３、３４が可動板２２の裏面側（他方の面側）に設けられていると、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２を回動させることができる。
【００３１】
各圧電素子３１、３２、３３、３４にオフセット電圧が印加されると、例えば、図５に示すように、圧電素子３２、３４がそれぞれ伸張した状態となり、変形部材２８が下方に曲げ変形されて駆動部材２５を下方へ変位させるとともに、変形部材３０が上方へ曲げ変形されて駆動部材２６を上方へ変位させる。そのため、軸部材２３が下方に凸湾曲するように撓むとともに、軸部材２４が上方に凸湾曲するように撓むので、可動板２２の中心位置が保たれる。ただし、このとき、可動板２２は、図５に示すように、軸線Ｘに対し直角でかつ可動板２２の中心を通る線分を中心として若干回動する。なお、図５では、説明の便宜上、可動板２２の当該線分まわりの回動を誇張して図示している。
【００３２】
このようにして、各圧電素子３１、３２、３３、３４にオフセット電圧が印加されても、可動板２２の厚さ方向での変位（中心位置の上下方向での変位）を防止することができる。
そのため、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を設置するに際し、光反射部２２１と光源との間の距離、すなわち光路長が所望の距離となるようにするのが容易である。
また、本実施形態では、１対の圧電素子３１、３２がそれぞれ可動板２２の一方の面側に設けられ、１対の圧電素子３３、３４がそれぞれ可動板２２の他方の面側に設けられているため、可動板２２の回動を円滑なものとしつつ、比較的簡単に、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止することができる。
【００３３】
このような圧電素子３１、３２、３３、３４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。
一方、基体２の支持部材２１の下面には、例えばシリコンやガラス等を主材料として構成された支持体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。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。
【００３４】
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。
前述したような周期的に変化する電圧を各圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する。ここで、各圧電素子３１、３３に印加される電圧と、各圧電素子３２、３４に印加される電圧とは互いに１８０°位相がずれている。
このような周期的に変化する電圧を印加すると、各圧電素子３１、３２、３３、３４が伸張するが、各圧電素子３１、３３が伸張したときに、各圧電素子３２、３４が収縮し、一方、各圧電素子３１、３３が収縮したときに、各圧電素子３２、３４が収縮する。
【００３５】
このような各圧電素子３１、３２、３３、３４の伸縮により、各変形部材２７、２８、２９、３０が上下方向に曲げ変形する。より具体的には、１対の変形部材２７、２９が下方に曲げ変形したとき、１対の変形部材２８、３０が上方へ曲げ変形し、一方、１対の変形部材２７、２９が上方に曲げ変形したとき、１対の変形部材２８、３０が下方へ曲げ変形する。
これにより、駆動部材２５、２６が軸線Ｘまわりに回動し、これに伴って、各軸部材２３、２４が捩れ変形して、可動板２２が軸線Ｘまわりに回動（振動）する。このとき、各圧電素子３１、３２、３３、３４には、オフセット電圧が印加されているが、前述したようにオフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位が防止されている。
【００３６】
以上説明したような光学デバイス１によれば、４つの圧電素子３１、３２、３３、３４のうち、２つの圧電素子３１、３２が可動板２２の表面側（一方の面側）に設けられ、他（残り）の圧電素子３３、３４が可動板２２の裏面側（他方の面側）に設けられていると、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２を回動させることができる。
【００３７】
＜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６は、本発明の光学デバイスの第２実施形態を示す平面図、図７は、図６中のＡ−Ａ線断面図である。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」と言い、図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３８】
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、主に圧電素子および変形部材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。
図６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、かかる基体２Ａでは、駆動部材２５に対し可動板２２側（内側）に１対の変形部材２７Ａ、２８Ａが設けられ、駆動部材２６に対し可動板２２側（内側）に１対の変形部材２９Ａ、３０Ａが設けられている。
そして、図７に示すように、変形部材２７Ａの下面には、圧電素子３１Ａが接合され、変形部材２８Ａの上面には、圧電素子３２Ａが接合されている。また、変形部材２９Ａの下面には、圧電素子３３Ａが接合され、変形部材３０Ａの上面には、圧電素子３４Ａが接合されている。
【００３９】
このように構成された光学デバイス１Ａによれば、各変形部材２７Ａ、２８Ａ、２９Ａ、３０Ａが内側に設けられているため、可動板２２の回動中心軸方向である軸線Ｘ方向における光学デバイス１Ａの寸法を抑えることができる。
また、本実施形態では、前述したように、各圧電素子３１Ａ、３３Ａが可動板２２の一方の面側に設けられ、各圧電素子３２Ａ、３４Ａが可動板２２の他方の面側に設けられているため、可動板２２の回動を円滑なものとしつつ、比較的簡単に、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止することができる。特に、オフセット電圧による可動板２２の回動中心軸のブレを防止することができるため、可動板２２の回動を極めて円滑なものとすることができる。
以上説明したような光学デバイス１Ａによっても、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２を回動させることができる。
【００４０】
＜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８は、本発明の光学デバイスの第３実施形態を示す平面図、図９は、図８中のＣ−Ｃ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図８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」と言い、図９中の上側を「上」、下側を「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。
【００４１】
第２実施形態の光学デバイス１Ｂは、可動部の構成が異なり、可動板を２次元的に回動（二次元走査）させる以外は、第１実施形態の光学デバイス１とほぼ同様である。
図８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、この基体２Ｂは、支持体４を介して基板６に支持されている。
基体２Ｂでは、可動板２２Ｂを含む可動部１０Ｂが２対の変形部材２７、２８、２９、３０により支持されている。
かかる可動部１０Ｂは、可動板２２Ｂと、１対の軸部材５１、５２（第１の軸部材）と、枠状部材５３と、１対の軸部材２３Ｂ、２４Ｂ（第２の軸部材）と、１対の駆動部材２５、２６とで構成されている。
【００４２】
可動板２２Ｂの上面には、光反射性を有する光反射部２２１Ｂが設けられている。一方、可動板２２Ｂの下面には、軸線Ｘ方向に磁化された永久磁石２２２が接合されている。この永久磁石２２２は、軸線Ｘ方向に延在する長手形状をなし、その長手方向に磁化（図８では、左側がＳ極、右側がＮ極となるように磁化）されている。
１対の軸部材５１、５２（第１の軸部材）は、可動板２２Ｂを軸線Ｘに直交する軸線Ｙ（第１の軸線）まわりに回動可能に支持し、弾性変形可能に構成されている。
【００４３】
枠状部材５３は、各軸部材５１、５２に連結され、可動板２２Ｂを囲むように枠状をなしている。
１対の軸部材２３Ｂ、２４Ｂ（第２の軸部材）は、枠状部材５３を軸線Ｘ（第２の軸線）まわりに回動可能に支持し、弾性変形可能に構成されている。
そして、１対の駆動部材２５、２６は、１対の軸部材２３Ｂ、２４Ｂに対応するように各軸部材２３Ｂ、２４Ｂに連結されている。
このように構成された基体２Ｂを支持体４を介して支持する基板６上には、前述した永久磁石２２２に対し磁界を作用させるコイル６１が設けられている。
このコイル６１は、筒状をなし、平面視にて可動板２２Ｂを囲むように形成されている。
【００４４】
このような構成の光学デバイス１Ｂにあっては、各駆動部材２５、２６の回動に伴い、各軸部材２３Ｂ、２４Ｂを捩れ変形させながら枠状部材５３を軸線Ｘまわりに回動させて可動板２２Ｂを軸線Ｘまわりに回動させる。
一方、周期的に変化する電圧をコイル６１に印加することにより、コイル６１に対し永久磁石２２２の一端が接近し他端が離間して、可動板２２Ｂを軸線Ｙまわりに回動させる。
【００４５】
以上のように構成された光学デバイス１Ｂは、可動板２２Ｂを２次元的に回動（互いに直交する２つの軸線Ｘ、Ｙのそれぞれのまわりに回動）させることができる。そのため、例えば、後に詳述するが、光学デバイス１Ｂを光スキャナとして用いた場合、１つの光学デバイス１Ｂで主走査および副走査を行うことができ、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００４６】
また、このような可動板２２を２次元的に回動させるように光学デバイスを構成した場合、前述したように圧電素子３１、３２、３３、３４を配置すると、オフセット電圧による可動板２２Ｂの厚さ方向以外での変位を簡単に修正することができる。例えば、オフセット電圧により可動板２２Ｂは軸線Ｙまわりに若干回動して傾くが、この傾きは、コイル６１の駆動タイミングや駆動電圧を調整することにより実質的にキャンセルすることができる。
以上説明したような光学デバイス１Ｂによっても、オフセット電圧による可動板２２Ｂの厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２Ｂを回動させることができる。
【００４７】
＜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１０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１０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１〜３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。
【００４８】
第４実施形態の光学デバイス１Ｃは、主に圧電素子および変形部材のそれぞれの配置が異なる以外は、第３実施形態の光学デバイス１Ｂとほぼ同様である。言い換えすれば、第４実施形態の光学デバイス１Ｃは、可動部の構成が異なり、可動板を２次元的に回動（二次元走査）させるとともに、圧電素子の配置が異なる以外は、第２実施形態の光学デバイス１Ａとほぼ同様である。
【００４９】
図１０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、かかる基体２Ｃでは、前述した第３実施形態と同様の可動部１０Ｂが２対の変形部材２７Ａ、２８Ａ、２９Ａ、３０Ａに支持されている。
ここで、１対の変形部材２７Ａ、２８Ａは、駆動部材２５に対し可動板２２側（内側）に設けられ、１対の変形部材２９Ａ、３０Ａは、駆動部材２６に対し可動板２２側（内側）に設けられている。
そして、変形部材２７Ａの上面には、圧電素子３１Ｃが接合され、変形部材２８Ａの上面には、圧電素子３２Ａが接合されている。また、変形部材２９Ａの下面には、圧電素子３３Ａが接合され、変形部材３０Ａの下面には、圧電素子３４Ｃが接合されている。
【００５０】
このように構成された光学デバイス１Ｃによれば、前述した第３実施形態の光学デバイス１Ｂの効果に加えて、各変形部材２７Ａ、２８Ａ、２９Ａ、３０Ａが内側に設けられているため、可動板２２の回動中心軸方向である軸線Ｘ方向における光学デバイス１Ｃの寸法を抑えることができる。
以上説明したような光学デバイス１Ｃによっても、オフセット電圧による可動板２２Ｂの厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２Ｂを回動させることができる。
【００５１】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の光学デバイスの第５実施形態について説明する。
図１１は、本発明の光学デバイスの第５実施形態を示す平面図、図１２は、図１１中のＤ−Ｄ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１１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」と言い、図１２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
以下、第５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。
【００５２】
第５実施形態の光学デバイス１Ｄは、可動板を２次元的に回動させるように、支持部材２１を回動可能に支持するとともに、支持部材２１を回動させるための駆動手段を設けた以外は、第１実施形態の光学デバイス１とほぼ同様である。
第５実施形態の光学デバイス１Ｄは、枠状をなす支持部材２１（枠状部材）を軸線Ｙまわりに回動可能に支持する１対の軸部材７１、７２（第２の軸部材）を有している。
【００５３】
支持部材２１の下面には、軸線Ｘを介して対向するように、１対の永久磁石２１１、２１２が接合されている。各永久磁石２１１、２１２は、軸線Ｘに平行な方向に磁化（図１１では、右側がＳ極、左側がＮ極となるように磁化）されている。
各軸部材７１、７２は、基体２を囲むように形成された枠状をなす支持部材７３に支持されている。この支持部材７３の下面には、支持部材２１の回動を許容するように形成された枠状をなすスペーサ８１を介して、基板８２が接合されている。
【００５４】
基板８２上には、前述した永久磁石２１１、２１２に対し磁界を作用させるコイル６１Ａが設けられている。
このコイル６１Ａは、筒状をなし、平面視にて基体２を囲むように形成されている。
このような構成の光学デバイス１Ｄにあっては、各軸部材２３、２４を捩れ変形させながら軸線Ｘまわりに可動板２２を回動させる。
【００５５】
一方、周期的に変化する電圧をコイル６１Ａに印加することにより、コイル６１Ａに対し各永久磁石２１１、２１２の一端が接近し他端が離間して、各軸部材７１、７２を捩れ変形させながら支持部材２１を軸線Ｙまわりに回動させる。これにより、支持部材２１を軸線Ｘ（第１の軸線）に直交する軸線Ｙ（第２の軸線）まわりに回動させて可動板２２を軸線Ｙまわりに回動させる。
かかる構成により、可動板２２を２次元的に回動（互いに直交する２つの軸線Ｘ、Ｙのそれぞれのまわりに回動）させることができる。そのため、例えば、光学デバイス１Ｄを光スキャナとして用いた場合、１つの光学デバイス１Ｄで主走査および副走査を行うことができ、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００５６】
また、このような可動板２２を２次元的に回動させるように光学デバイスを構成した場合、前述したように圧電素子３１、３２、３３、３４を配置すると、オフセット電圧による可動板２２Ｂの厚さ方向以外での変位を簡単に修正することができる。例えば、オフセット電圧により可動板２２は軸線Ｙまわりに若干回動して傾くが、この傾きは、コイル６１Ａの駆動タイミングや駆動電圧を調整することにより実質的にキャンセルすることができる。
以上説明したような光学デバイス１Ｄによっても、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２を回動させることができる。
【００５７】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の光学デバイスの第６実施形態について説明する。
図１３は、本発明の光学デバイスの第６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１３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６実施形態の光学デバイスについて、前述した第１、２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。
【００５８】
第６実施形態の光学デバイス１Ｅは、可動板を２次元的に回動させるように、支持部材２１Ａを回動可能に支持するとともに、支持部材２１Ａを回動させるための駆動手段を設け、また、圧電素子の配置が異なる以外は、第２実施形態の光学デバイス１Ａとほぼ同様である。
第６実施形態の光学デバイス１Ｅは、枠状をなす支持部材２１Ａ（枠状部材）を軸線Ｙまわりに回動可能に支持する１対の軸部材７１Ａ、７２Ａ（第２の軸部材）を有している。
支持部材２１Ａの下面には、軸線Ｘを介して対向するように、１対の永久磁石２１１Ｅ、２１２Ｅが接合されている。各永久磁石２１１Ｅ、２１２Ｅは、軸線Ｘに平行な方向に磁化（図１３では、右側がＳ極、左側がＮ極となるように磁化）されている。
【００５９】
各軸部材７１Ａ、７２Ａは、基体２Ａを囲むように形成され、枠状をなす支持部材７３Ａに支持されている。この支持部材７３Ａの下面には、支持部材２１の回動を許容するように形成された枠状をなすスペーサ（図示せず）を介して、基板８２Ｅが接合されている。
基板８２Ｅ上には、前述した永久磁石２１１Ｅ、２１２Ｅに対し磁界を作用させるコイル６１Ｅが設けられている。
このコイル６１Ｅは、筒状をなし、平面視にて基体２Ａを囲むように形成されている。
【００６０】
また、変形部材２７Ａの上面には、圧電素子３１Ｃが接合され、変形部材２８Ａの上面には、圧電素子３２Ａが接合されている。また、変形部材２９Ａの下面には、圧電素子３３Ａが接合され、変形部材３０Ａの下面には、圧電素子３４Ｃが接合されている。
このような構成の光学デバイス１Ｅにあっては、各軸部材２３、２４を捩れ変形させながら軸線Ｘまわりに可動板２２を回動させる。
【００６１】
一方、周期的に変化する電圧をコイル６１Ｅに印加することにより、コイル６１Ｅに対し各永久磁石２１１Ｅ、２１２Ｅの一端が接近し他端が離間して、各軸部材７１Ａ、７２Ａを捩れ変形させながら支持部材２１Ａを軸線Ｙまわりに回動させる。これにより、支持部材２１Ａを軸線Ｘ（第１の軸線）に直交する軸線Ｙ（第２の軸線）まわりに回動させて可動板２２を軸線Ｙまわりに回動させる。
かかる構成により、可動板２２を２次元的に回動（互いに直交する２つの軸線Ｘ、Ｙのそれぞれのまわりに回動）させることができる。そのため、例えば、光学デバイス１Ｅを光スキャナとして用いた場合、１つの光学デバイス１Ｅで主走査および副走査を行うことができ、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００６２】
また、このような可動板２２を２次元的に回動させるように光学デバイスを構成した場合、前述したように圧電素子３１Ｃ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ｃを配置すると、オフセット電圧による可動板２２Ｂの厚さ方向以外での変位を簡単に修正することができる。例えば、オフセット電圧により可動板２２は軸線Ｙまわりに若干回動して傾くが、この傾きは、コイル６１Ａの駆動タイミングや駆動電圧を調整することにより実質的にキャンセルすることができる。
以上説明したような光学デバイス１Ｄによっても、オフセット電圧による可動板２２の厚さ方向での変位を防止しつつ、圧電駆動により可動板２２を回動させることができる。
【００６３】
ここで、以上説明したような光学デバイス１〜１Ｅを光スキャナとして用いた場合について説明する。
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、優れた耐衝撃性を有する。
【００６４】
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１４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１５は、図１４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。
【００６５】
図１４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１４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１４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。
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。
【００６６】
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。
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。
【００６７】
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。
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。
【００６８】
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。
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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１５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。
【００７２】
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の軸線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。
【００７３】
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（第１の例および第２の例）を説明する。
（第１の例）
図１６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１６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。
【００７４】
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。
【００７５】
その際、光学デバイス１の駆動（可動板２２の軸線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。
【００７６】
なお、スクリーン１９７は、画像形成装置１１９の本体に備えられたものであっても別体であってもよい。また、スクリーン１９７の表面（視認側の面）に光を照射し表示してもよいし、スクリーン１９７の裏面（視認側の面とは反対側の面）に光を照射し表面に透過させ表示してもよい。
また、第１の例にかかる画像形成装置１１９にあっては、光学デバイス１に代えて、光学デバイス１Ａを用いることができる。
【００７７】
（第２の例）
図１７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１７に示すように、画像形成装置１１９Ａは、光スキャナである光学デバイス１Ｂと、この光学デバイス１Ｂに光を照射する光照射装置１９８とを備え、光照射装置１９８からの光を光学デバイス１Ｂで主走査および副走査することにより、スクリーン１９７上に画像を形成（描画）する。
光照射装置１９８は、図示しないが、前述した第１の例の画像形成装置１１９に備えられた光源１９１、１９２、１９３とクロスダイクロイックプリズム（Ｘプリズム）１９４と同様の光源およびクロスダイクロイックプリズムを備えており、画像情報に応じた強度および色の光を出射するように構成されている。
【００７８】
このような画像形成装置１１９Ａにあっては、光照射装置１９８から出射された光が光学デバイス１Ｂ（光反射部２２１）に照射される。そして、光反射部２２１で反射した光（３色の合成光）は、スクリーン１９７上に照射される。
その際、光学デバイス１Ｂの可動板２２の軸線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、光学デバイス１の可動板２２の第２の軸線Ｙ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の縦方向に走査（副走査）される。
【００７９】
このようにして画像形成装置１１９Ａは、スクリーンＳ上を画像形成（描画）を行う。このような画像形成装置１１９Ａにあって、光学デバイス１Ｂを１つ設けるだけで、２次元走査、すなわち主走査（水平走査）および副走査（垂直走査）を行うことができ、低コスト化および小型化を図ることができる。
なお、第２の例にかかる画像形成装置１１９Ａにあっては、光学デバイス１Ｂに代えて、光学デバイス１Ｃ〜１Ｅを用いることができる。
【００８０】
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、例えば、前述した実施形態では、可動板２２が１対の軸部材２３、２４によって両持ち支持されていたが、軸部材２３および軸部材２４のいずれか一方を省略して、可動板２２を片持ち支持した構成にも本発明は適用可能である。また、可動板２２を支持する各部の形状や大きさ等の形態は前述したものに限定されないのは言うまでもない。
【００８１】
また、複数の変形部材に支持される可動部は、光反射部を有する可動板を含むものであれば、本発明の効果を発揮することができる。例えば、第１実施形態において、１対の軸部材２３、２４および駆動部材２５、２６を省略し、変形部材２７、２８、２９、３０が可動板２２を直接支持するような構成であってもよい。
また、変形部材の数は、複数であればよく、前述した実施形態のものに限定されない。
【００８２】
また、前述した実施形態では可動板２２の変位を規制する規制部材が複数設けられているものを説明したが、規制部材の数は１つであってもよく、また、規制部材の数は前述したものに限定されない。
また、前述した実施形態では、光学デバイスに備えられた複数の圧電素子のうちの半数の圧電素子を可動板の一方の面側に設け、残りの半数の圧電素子を可動板の他方の面側に設けた構成を説明したが、複数の圧電素子のうちの少なくとも１つの圧電素子を可動板の一方の面側に設け、残りの圧電素子を可動板の他方の面側に設ければ、本発明の効果を得ることができる。ただし、前述した実施形態のように対称な構成では、複数の圧電素子のうちの半数の圧電素子を可動板の一方の面側に設け、残りの半数の圧電素子を可動板の他方の面側に設けると、オフセット電圧による可動板の厚さ方向での変位を簡単に防止することができ、また、光学デバイスの設計も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】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。
【図２】図１に示す光学デバイスの平面図である。
【図３】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１に示す光学デバイスに備えられた各圧電素子にオフセット電圧が印加された状態を説明するための図である。
【図６】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。
【図７】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】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。
【図９】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】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。
【図１１】本発明の光学デバイスの第５実施形態を示す平面図である。
【図１２】図２中のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】本発明の光学デバイスの第６実施形態を示す平面図である。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】本発明の画像形成装置（イメージングディスプレイ）の第１の例を示す概略図である。
【図１７】本発明の画像形成装置（イメージングディスプレイ）の第２の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ……光学デバイス  １０……可動部  ２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ……基体  ２１、２１Ａ……支持部材  ２２、２２Ｂ……可動板  ２３、２３Ｂ、２４、２４Ｂ……軸部材  ２５、２６……駆動材  ２７、２７Ａ、２８、２８Ａ、２９、２９Ａ、３０、３０Ａ……変形部材  ３１、３１Ａ、３１Ｃ、３２、３２Ａ、３３、３３Ａ、３４、３４Ａ、３４Ｃ……圧電素子  ４……支持体  ５１、５２……軸部材  ５３……枠状部材  ６……基板  ６１、６１Ａ、６１Ｅ……コイル  ７１、７１Ａ、７２、７２Ａ……軸部材  ７３、７３Ａ……支持部材  ８１……スペーサ  ８２……基板  ８２Ｅ……基板  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、１１９Ａ……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  １９８……光照射装置  ２１１、２１１Ｅ、２１２、２１２Ｅ、２２２……永久磁石  ２２１、２２１Ｂ……光反射部  Ｐ……記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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