(57)【要約】【課題】ねじり軸の回りで比較的大きな角度で可動子が傾く場合でも、可動子と磁性体部が接触することをなくして、エネルギー効率良く可動子を駆動できる様にされた揺動装置を提供する。【解決手段】揺動装置は、支持部105と、振動部と、振動部を駆動する駆動部120を含む。振動部は、単一のねじり軸108を中心にねじり振動する少なくとも1つの可動子101、102を有し、可動子101、102は、ねじりバネ103、104を介して支持部105で支持され、可動子101、102の少なくとも1つは、永久磁石111を有する。駆動部120は、永久磁石111と磁性体部130とコイル110で構成され、磁性体部130は、コイル110が周回する第1磁性体109を含み、第1磁性体109は、ねじり軸108に沿う領域の方向に向かって先細りして突出した突起部を有する。【選択図】図1
2008058434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、振動部と、振動部を駆動する駆動部を含み、
振動部は、単一のねじり軸を中心にねじり振動する少なくとも1つの可動子を有し、該可動子は、ねじりバネを介して支持部で支持され、該可動子の少なくとも1つは、少なくとも1つの永久磁石を有し、
駆動部は、前記永久磁石と磁性体部とコイルで構成され、
磁性体部は、コイルで周回される第1磁性体を含み、該第1磁性体は、前記ねじり軸に沿う領域の方向に向かって先細りして突出した突起部を有することを特徴とする揺動装置。
【請求項２】
前記磁性体部は、前記永久磁石を有する可動子を挟んで前記第1磁性体に対向して設けられた第2磁性体を更に含む請求項1に記載の揺動装置。
【請求項３】
前記振動部は、単一のねじり軸を中心にねじり振動する少なくとも1つの第1可動子と第2可動子を有すると共に、かつ、第1可動子と第2可動子を直列に連結する一直線上に配置された少なくとも1つの第1ねじりバネと少なくとも1つの第2ねじりバネを有し、
第2可動子は、第2ねじりバネで第1可動子に支持され、
第1可動子は、少なくとも1つの永久磁石を有すると共に、第1ねじりバネで支持部に支持され、
前記磁性体部は、前記第1磁性体と第2磁性体と第3磁性体で構成され、
第1磁性体と第2磁性体は、永久磁石を挟んで対向した位置に配置され、
第3磁性体は、第1磁性体と第2磁性体と永久磁石と第1可動子とコイルを周回する様に配置されると共に、第1磁性体と第2磁性に連結されている請求項1に記載の揺動装置。
【請求項４】
前記第1可動子を2つ有し、
2つの第1可動子は、前記第2可動子を挟んで対向した位置に配置されたそれぞれ1つずつの永久磁石を有し、
前記磁性体部は、2つの永久磁石に対してそれぞれ配置された2組の第1磁性体と第2磁性体を有する請求項3に記載の揺動装置。
【請求項５】
前記第1可動子は、前記第2可動子を囲む様に配置されると共に、第2可動子を挟んで対向した位置に2つの永久磁石を有している請求項3に記載の揺動装置。
【請求項６】
前記第2可動子は、前記第2ねじりバネで前記第1可動子に支持され、
前記第1可動子は、前記第1ねじりバネで前記支持部に支持されている請求項3に記載の揺動装置。
【請求項７】
前記第2磁性体も、前記ねじり軸に沿う領域の方向に向かって先細りして突出した突起部を有する請求項1乃至6の何れか1つに記載の揺動装置。
【請求項８】
前記振動部は、前記ねじり軸回りに、基準周波数となる1次の固有振動モードと、基準周波数の2倍の周波数となる2次の固有振動モードを有しており、
前記駆動部は、基本周波数と、基本周波数の2倍の周波数で前記振動部を駆動することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1つに記載の揺動装置。
【請求項９】
光源からの光を請求項1乃至8の何れか1つに記載の揺動装置を用いて偏向走査する光偏向装置であって、前記可動子または第2可動子に入射光を反射させる反射面が設けられていることを特徴とする光偏向装置。
【請求項１０】
光源と、請求項9に記載の光偏向装置と、感光体とを有し、
光偏向装置は、光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を感光体上に入射す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、ねじり中心軸の回りに揺動可能な可動子を有する揺動装置に関する。更には、その様な揺動装置を有する光偏向装置、及びそれを用いた画像形成装置に関する。この光偏向装置は、例えば、光の偏向走査によって画像を投影するプロジェクションディスプレイや、電子写真プロセスを有するレーザービームプリンタ、デジタル複写機等の画像形成装置に好適に利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ねじり軸を中心にねじり振動する可動子を有する揺動装置が提案されている。この揺動装置の応用例の1つとして光偏向装置がある。この様な光偏向装置として、以下に説明するものが提案されている（特許文献1、2参照）。
【０００３】
図8は、特許文献1に開示された光偏向装置を示す概略図である。図8において、光偏向装置は、走査ミラー11と、コイル12、ねじりバネ13、磁石“A”14A、磁石“B”14B、及びヨーク15からなる走査ミラー回転手段16と、ビームスプリッタ17からなる光再帰手段から構成されている。ここで、上記走査ミラー回転手段16の動作について説明する。磁石“A”14A及び磁石“B”14Bとヨーク15とは磁気回路を構成しており、磁石“A”14Aと磁石“B”14Bの間に磁場を発生させる。走査ミラー11のコイル12は、磁石“A”14Aから磁石“B”14Bの方向に発生する磁場中に位置している。よって、コイル12に一方向の電流を流すと、該コイル12の磁石“A”14Aに近い部分と磁石“B”14Bに近い部分とで逆方向の電磁力が発生し、走査ミラー11がねじりバネ13を軸とした回転方向の力を受ける。従って、コイル12に流す電流の極性を連続的に切り替えることにより、走査ミラー11の回転方向を所望の周波数で連続的に切り替えて揺動することができる。
【０００４】
しかし、コイル12の銅線はねじりバネ13にも配線されているので、ねじりバネ13が大きくねじれること、つまり大きなねじり振動は避けなければならない。また、コイル12に流れる電流によって熱が発生する。そのため、ミラーの面精度が悪くなるという問題が生じる。
【０００５】
そこで、ミラーにコイルを形成しない光偏向装置が提案されている。図9は特許文献2に開示された光偏向装置を示す概略図である。図9において、光偏向装置は可動部4と、ねじりバネ3、硬磁性体6、図示しないミラーからなる構造体1と、コイル8、コア7からなる電磁石20と、固定部2から構成されている。電磁石20に電流を印加すると、可動部4の両端に吸引力と反発力が加わるため、ねじりバネ3を回転軸にして可動部4はバランスよく傾くことになる。電流の印加をやめれば、ねじりバネ3の復元力で元の位置に戻る。印加する電流を交流にすれば、交流の周波数に応じた運動を繰り返すことになる。印加する電流の値が一定の場合、可動部の振幅は、共振周波数で最大となり、共振周波数から離れるに従い減少する。これにより、ねじりバネに銅線を配線することなく、ミラー面に熱が生じず、光を走査できる。
【特許文献１】特開2004−13104号公報（第15頁、図1）
【特許文献２】特開2005−84571号公報（第6頁、図2）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、大きなねじり振動角の場合、図9に示す硬磁性体6がコア7に接触してしまう。そこで、硬磁性体6とコア7との距離を十分とると、今度はコア7から発生する磁場が硬磁性体6に作用する力が弱くなる。よって、大きなねじり振動角を得るには大電流を流さなければならない。また、組み立て中の誤差により、硬磁性体6とコア7との距離（ギャップ）が大きくなることもある。それによっても、硬磁性体6とコア7との間で必要なトルクを得るための電流値が大きくなってしまう。
【０００７】
また、大きな角度で可動子が傾く場合、コア7によって硬磁性体6に加わる磁場分布が硬磁性体6の磁極によって異なることが起こり得る。よって、コイル8が発生する磁場分布が、例えば、正弦波であるにもかかわらず、各走査角によって、硬磁性体6に加わるトルクの分布が正弦波からずれてしまう現象が起こり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の揺動装置は次のことを特徴とする。すなわち、本発明の揺動装置は、支持部と、振動部と、振動部を駆動する駆動部を含む。振動部は、単一のねじり軸を中心にねじり振動する少なくとも1つの可動子を有し、該可動子は、ねじりバネを介して支持部で支持され、該可動子の少なくとも1つは、少なくとも1つの永久磁石を有する。駆動部は、前記永久磁石と磁性体部とコイルで構成される。そして、磁性体部は、コイルで周回される第1磁性体を含み、該第1磁性体は、前記ねじり軸に沿う領域の方向に向かって先細りして突出した三角形断面の屋根形状などの突起部を有する。
【０００９】
また、上記課題に鑑み、本発明の画像形成装置は、光源と、上記光偏向装置と、感光体とを有する。そして、光偏向装置は、光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を感光体上に入射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、駆動部を構成する磁性体部が、上記の如き突起部を持つ第1磁性体を有するので、ねじり軸の回りで比較的大きな角度で可動子が傾く場合でも、可動子と磁性体分が接触することがない。従って、この突起部と永久磁石とを比較的接近させることができて、比較的少ない電流でも永久磁石に比較的大きな磁場を作用させられて、エネルギー効率良く可動子を駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の具体的な実施の形態を明らかにすべく、実施例を説明する。
【００１２】
（第1の実施例）
図1乃至図4を用いて、本発明の第1の実施例による揺動装置を説明する。図1（ａ）は本実施例の揺動装置の振動部の斜視図であり、図1（ｂ）はその振動部と駆動部の斜視図であり、図1（ｃ）は平面107に沿った断面図である。図1に示す如く、本実施例の揺動装置は、2つの可動子101、102と、2つの可動子101、102を直列に連結する一直線（ねじり軸108）上に配置された2種類のねじりバネ103、104を有する。
【００１３】
図1（ａ）において、第2可動子102は、1本の第2ねじりバネ104で支持されている。第1可動子101は、第2ねじりバネ104を支持すると共に、1本の第1ねじりバネ103で支持されている。支持部である支持基板105は、その内側に1本の第1ねじりバネ103を支持している。支持基板105は、装置を全体的に支えるプレート部材（図示しない）に接着されている。また、第1可動子101において、その下面に1つの永久磁石111が接着されている。
【００１４】
すなわち、本実施例の振動部は、単一のねじり軸を中心にねじり振動する少なくとも1つの第1可動子と第2可動子を有し、第1と第2の可動子を直列に連結する一直線上に配置された少なくとも1つの第1と第2のねじりバネを有する基本構成を持つ。そして、この基本構成において、第2可動子は、第2ねじりバネで第1可動子に支持され、第1可動子は、少なくとも1つの永久磁石を有すると共に、第1ねじりバネで支持部に支持されている。
【００１５】
第2可動子102を往復振動させる駆動部を説明する図1（ｂ）、及び平面107で切断した断面を示す図1（ｃ）において、平面107は、ねじり軸108に垂直で、第1可動子101に交差する平面である。第1可動子101の下面において平面107と交差する位置には、永久磁石111が接着され、磁石111は、ねじり軸108と角度を成す方向（典型的には、直交する方向）に着磁されている（図4参照）。ここで、第1可動子101の上面にも永久磁石111が接着されていてもよい。
【００１６】
更に、永久磁石111の下部と上部には、それぞれ、透磁率の高い磁性体で作成された第1磁性体であるコアａ109と第2磁性体であるコアｂ114が永久磁石111を挟んで対向した位置に配置され、コアａ109の周囲には単一のコイル110が周回されている。コアａ109とコアｂ114は共に、ねじり軸108に沿う領域の方向に向かって先細りして突出した突起部を有する。本実施例では、コアａ109とコアｂ114の突起部は、略同形状である。また、稜線がねじり軸108に沿う直線領域に沿って伸びた三角形断面の屋根形状を有している。この突起部は、ねじり軸108に沿う領域の方向に向かって先細りして突出していればよく、他の形状であっても良い。他の形状としては、例えば、円錐形状などがある。
【００１７】
コアａ109とプレート部材（図示しない）には、ヨークａ112が接着されている。コアｂ114とヨークａ112には、ヨークｂ113が接着されている。ヨークａ112とヨークｂ113は、コアａ109とコアｂ114と永久磁石111と第1可動子101とコイル110を周回する様に配置され、かつ、それぞれコアａ109とコアｂ114に連結されている。ヨークａ112とヨークｂ113は第3磁性体を構成し、コアａ109、コアｂ114、ヨークａ112、ヨークｂ113は磁性体部130を構成している。また、永久磁石111、コイル110、磁性体部130は、第2可動子102を往復振動させる駆動部である電磁アクチュエータ120を構成している。電磁アクチュエータ120は、コイル110に電流を流すと、永久磁石111にトルクが作用して第1可動子101をねじり軸108の回りに駆動し、それと共に第2可動子102をねじり軸108の回りに振動させる。ここで、第2可動子102上に、入射光を反射させる反射面を設ければ、以上の揺動装置を光偏向装置として利用できる。
【００１８】
ここで、上記コアの突起部の配置条件などについて、説明する。図2は、第1可動子101とその上部と下部にそれぞれ配置されたコアｂ114とコアａ109の断面図である。この断面は、ねじり軸108に垂直である上記平面107で切断されたものである。図2において、各符号は次の量を示す。t1は第1可動子101の厚さ、t2は第1可動子101と永久磁石111の厚さ、h1はコアａ109とねじり軸108の最短距離、h2はコアｂ114とねじり軸108の最短距離である。また、第1可動子101の最大振れ角はθmaxとし、コアａ109とコアｂ114の突起部の頂部の成す角をそれぞれα、βとする。する。このとき、次の関係を満たせば、第1可動子101がθmax振れたとしても、コアａ109とコアｂ114はねじり軸108の回りの第1可動子101と永久磁石111の往復振動を妨げない。すなわち、コアの突起部は、第1可動子101の最大ねじり振動角において第1可動子と接触しない角度と配置を有することになる。
【００１９】
h1＞（2t2−t1）/2cosθmax
h2＞t1/2cosθmax
90°−α/2,90°−β/2≧θmax
【００２０】
ここで、コイル110への駆動電流が一定の場合、永久磁石111に最もトルクが作用するのは、h1、h2が最小で（すなわち、上記1番目と2番目の式の右辺に等しいとき）、90°−α/2,90°−β/2＝θmaxのときである。
【００２１】
上記構成の揺動装置の駆動原理の一例を説明する。本揺動装置の振動部は、ねじり軸108を中心としたねじり振動について、基準周波数となる周波数ｆ0の1次の固有振動モードと、基準周波数の略2倍の周波数となる2次の固有振動モードを有している2自由度振動系として扱うことができる。図1に示すコイル110を含む電磁アクチュエータ120は、この1次の固有振動モードの周波数と、これに対して同位相で略2倍の周波数の2つの周波数で振動部を駆動することができる。
【００２２】
この駆動の様子を詳しく説明する。図3（ａ）は、横軸を時間ｔとして、第2可動子102の周波数ｆ0のねじり振動の変位角を説明する図である（本明細書においては、可動子の往復振動の変位角と、揺動装置によって偏向走査される光の変位角とは定数分が異なるのみであるので、等価的に扱う）。図3（ａ）は、特に第2可動子102のねじり振動の1周期Ｔ0に相当する部分を示している（−Ｔ0／2＜Ｘ＜Ｔ0／2）。
【００２３】
曲線61は、コイル110を駆動する駆動信号のうち、基準周波数ｆ0の成分を示しており、最大振幅±φ1の範囲で往復振動し、時間ｔ、角周波数ｗ0＝2πｆ0として、次の式1で表される正弦振動である。
θ1＝φ1sin[ｗ0ｔ]          （式1）
【００２４】
一方、曲線62は、基準周波数ｆ0の2倍の周波数成分を示しており、最大振幅±φ2の範囲で振動し、次の式2で表される正弦振動である。
θ2＝φ2sin[2ｗ0ｔ]          （式2）
【００２５】
曲線63は、この様な駆動の結果生じる第2可動子102のねじり振動の変位角を示している。振動部は、前述の様に基準周波数ｆ0とその2倍の2ｆ0付近にそれぞれ調整された周波数ｆ1の固有振動モードと周波数ｆ2の2次の固有振動モードをねじり軸108中心のねじり振動について有している。そのため、振動部には、上記θ1、θ2の駆動信号に励起された共振が夫々生じる。つまり、曲線63の第2可動子102の変位角は、2つの正弦振動の重ね合わせの振動となり、次の式3で表される鋸波状の振動となる。
θ＝θ1＋θ2＝φ1sin[ｗ0ｔ]＋φ2sin[2ｗ0ｔ]          （式3）
【００２６】
図3（ｂ）は、図3（ａ）の曲線61、63、直線64を微分した曲線61ａ、63ａ、直線64ａを示しており、これらの曲線の角速度を説明している。基準周波数ｆ0の正弦振動の角速度である曲線61ａと比べ、第2可動子102の鋸波状の往復振動の角速度を示す曲線63ａは、区間Ｎ−Ｎ’において、極大点の角速度Ｖ1、極小点の角速度Ｖ2を最大・最小とする範囲に角速度が収まっている。したがって、本実施例の揺動装置を用いた光偏向装置による光の偏向走査を利用する応用において、等角速度走査である直線64ａからの角速度の許容誤差以内にＶ1、Ｖ2が存在するならば、区間Ｎ−Ｎ’は実質的な等角度走査とみなすことができる。この様に、鋸波状の往復振動によって、偏向走査の角速度は、変位角が正弦波であったときと比べ、実質的な等角速度となる領域を広く設定できるため、偏向走査の全域に対する利用可能な領域を大きくできる。
【００２７】
上記説明では、特に2つの固有振動モードの周波数が略2倍の関係を説明したが、これを略3倍にした場合は、重ね合わせの振動の形状は略三角波となる。この場合、偏向走査の往復で略等角速度の領域が現れるため、往復で等角速度を利用する応用に特に好適となる。
【００２８】
以上に説明した様に、本実施例によれば、駆動部を構成する磁性体部が、上記の如き突起部を持つ磁性体109、114を有するので、ねじり軸108の回りで比較的大きな角度で可動子101が傾く場合でも、可動子と磁性体が干渉することがない。従って、この突起部と永久磁石111とを比較的接近させることができて、比較的少ない電流でも永久磁石111に比較的大きな磁場を作用させられる。
【００２９】
更に、本実施例の揺動装置を使用することで、可動子101の上下に磁性体109、114が配置されているため、コイル110への少ない電流で永久磁石111に大きな磁場を作用させられる。そのとき、組み立て中の誤差によって所定位置からずれたとしても、可動子が一定の走査角を得るための駆動電流値が大きくなってしまうことはない。すなわち、必要なトルクを得るための電流値が、磁性体と永久磁石111間のギャップによって変化したとしても、それはそれほど大きくならない。また、大きな角度で可動子が傾く場合でも可動子と磁性体が接触することはない。そのとき、磁性体109、114によって永久磁石111に加えられる磁場分布について、永久磁石の磁極によっても違いがあまり生じない。よって、例えば、コイル110が発生する磁場分布が正弦波であるのに対して、各走査角において、永久磁石に作用するトルクの分布もほぼ正弦波となる。これに関して、図4を用いて説明する。
【００３０】
図4（ａ）は、可動子401に固着された永久磁石411の下部のみにコアａ409を配置した場合を示す。図4（ａ）は、この場合に、ねじり軸408の回りで第1可動子401が傾いているときに発生する磁場ベクトルを模式的に示す。これに対して、図4（ｂ）は、上記実施例において、第1可動子101が傾いているときに発生する磁場ベクトルを示した模式図である。図4（ａ）においては、永久磁石411に作用している永久磁石411近傍の磁場ベクトルがＳ極側とＮ極側で多少異なっていることが分かる。よって、可動子401の振れ角が大きくなる程、より一層Ｓ極側とＮ極側との磁場ベクトルに或る程度違いが生じ、永久磁石411に作用するトルクの分布が正弦波を維持するのは困難になる。尚、図4（ａ）の形態も本発明の実施例である。
【００３１】
一方、図4（ｂ）においては、永久磁石111に作用している永久磁石111近傍の磁場ベクトルについて、Ｓ極側とＮ極側で差があまりないことが分かる。よって、可動子101の振れ角が大きくなっても、永久磁石111に作用するトルクの分布が正弦波を維持することができる。
【００３２】
ところで、ねじり軸の回りで大きな角度で可動子が傾いても可動子と磁性体が接触することをなくし、永久磁石111に比較的大きな磁場を与えられる様にする効果は、次の様にしても一定程度奏される。すなわち、上記構成において、可動子を、永久磁石が設けられる1つの可動子のみとする構成にしてもよい。また、コアは、永久磁石111の上下の何れか一方のみに設けられる構成にしてもよい（図4（ａ）参照）。更に、第3磁性体を構成するヨークａ112とヨークｂ113を省略することもできる。
【００３３】
（第2の実施例）
次に、第2の実施例を説明する。図5（ａ）は本実施例の振動部である揺動体を示す斜視図である。図5（ａ）において、第2可動子502は、2本の第2ねじりバネ504で支持されている。第1可動子501は、その内側に2本の第2ねじりバネ504を支持しており、2本の第1ねじりバネ503で支持されている。支持基板505は、その内側に2本の第1ねじりバネ503を支持している。支持基板505はプレート部材（図示しない）に接着されている。また、第2可動子502を取り囲む様に第1可動子501が配置されている。
【００３４】
図5（ｂ）は本実施例を示す斜視図である。図5（ｃ）は、図5（ｂ）の平面507で切断した断面を示している。平面507は、ねじり軸508に垂直で、第1可動子501に交差する平面である。第1可動子501の下面において、第2可動子502を挟んで対向した位置に永久磁石511が1つずつ接着されている。ここで、第1可動子501の上面にも永久磁石511が1つずつ接着されてもよい。
【００３５】
更に、2つの永久磁石511の下部には、透磁率の高い材料で作成された第1磁性体であるコアａ509がそれぞれ1つずつ配置され、2つのコアａ509の周囲には単一のコイル510が周回されている。2つのコアａ509は、それらの間にある同じ材料の連結部（図示しない）で連結されている。また、永久磁石511の上部にも、それぞれ、透磁率の高い磁性体で作成された第2磁性体であるコアｂ514が永久磁石511を挟んで対向した位置に配置されている。本実施例でも、コアａ509とコアｂ514は共に、ねじり軸508に沿う領域の方向に向かって先細りして突出した突起部を有している。本実施例でも、突起部は、稜線がねじり軸508に沿う直線領域に沿って伸びた屋根形状を有している。
【００３６】
コアａ509とプレート部材（図示しない）には、ヨークａ512が接着されている。コアｂ514とヨークａ512には、ヨークｂ513が接着されている。ヨークａ512とヨークｂ513は第3磁性体を構成している。ヨークａ512とヨークｂ513は、2つのコアａ509、2つのコアｂ514、コイル510の周囲を磁路に沿って配置されている。上記連結部、2つのコアａ509、2つのコアｂ514、ヨークａ512、ヨークｂ513は、磁性体部530を構成している。また、磁性体部530は全て連結されている。更に、第2可動子502の上方において、ヨークｂ513の一部に窓550が設けられている。これは、第2可動子502上に、入射光を反射させる反射面を設けて揺動装置を光偏向装置とした場合に、光源からの光を反射面に入射可能な様にするものである。その他は第1の実施例と同じである。
【００３７】
本実施例でも、電磁アクチュエータ520は、コイル510に電流を流すと、永久磁石511にトルクが作用して第1可動子501をねじり軸508の回りに駆動し、それと共に第2可動子502をねじり軸508の回りに往復振動させる。上述した様に、第2可動子502上に、入射光を反射させる反射面を設ければ、以上の揺動装置を光偏向装置として利用できる。
【００３８】
以上の様に、本実施例では、2つの永久磁石511が離れた位置に配置されている場合において、単一のコイル510により発生する磁場の流れ（磁路）を用いて、2つの永久磁石511にトルクを作用させる。それにより、第1の実施例で説明したものと近い磁場ベクトルを2つの永久磁石511に与えることができる。また、2本のねじりバネ503で支持基板505に支持されているため、第1の実施例に比べて、ねじり振動以外のモードが加わりにくく、安定したねじり振動が得られる。
【００３９】
ここで、本実施例の揺動装置を用いて、実際にコアａ509とコアｂ514との最短距離を狭めていく実験を行った結果を説明する。その結果を図7に示す。図7は、可動子を或る角度で振動させたときの、コアａ509とコアｂ514との最短距離と駆動電流値の関係の実験結果を示す。横軸のコアａ509とコアｂ514との最短距離は、可動子と永久磁石の厚みを含む値である。図7に示す様に、コアａ509とコアｂ514との最短距離を750μｍまで狭めても、比較的小さな電流値でもって可動子を大きな角度で振動できたことが実証された。
【００４０】
ところで、本実施例の揺動体は、第2可動子502が2本の第2ねじりバネでそれぞれ1つずつの第1可動子に支持され、2つの第1可動子が2本の第1ねじりバネでそれぞれ支持基板に支持される形態に変形してもよい。この揺動体は、ねじり軸508に沿って第2可動子502を挟んで対向した位置に2つの第1可動子が配置されている。これにより、本実施例の第1可動子501の様な枠は存在しないので、第1可動子が大きな角度で振動したときに揺動体が受ける空気抵抗が小さくなり、振動波形のゆらぎが抑えられる。
【００４１】
（第3の実施例）
図6は、本発明の揺動装置を用いた光偏向装置である第3の実施例による画像形成装置の基本的な構成を示す斜視図である。図6において、1001はレーザ光源であり、1002はレンズであり、1005は書き込みレンズであり、1006はドラム状感光体である。書き込みレンズ1005、レンズ1002の間には、光偏向器1004が配置されている。光偏向器1004としては、上記実施例に示された揺動装置を使用することができる。その場合、図示しない第2可動子の上面には反射面が形成されている。
【００４２】
本実施例の画像形成装置は、光偏向器1004によりドラム状感光体1006の回転中心10Ａと平行な1次元方向に光を走査する光スキャナ装置として機能する。すなわち、レーザ光源1001から出射されたレーザ光1003は、レンズ1002を通り、光偏向器1004により1次元的に走査される。一方、ドラム状感光体1006は回転中心10Ａの回りで等速回転している。そして、ドラム状感光体1006は図示しない帯電器により表面が一様に帯電されている。従って、光偏向器1004による走査とドラム状感光体1006の回転とに基づき、ドラム状感光体1006の表面に光のパターンが形成される。こうして、ドラム状感光体1006の表面に静電潜像が形成される。更に、図示しない現像器により、ドラム状感光体1006の表面の静電潜像に対応したパターンのトナー像を形成する。これを図示しない用紙に転写・定着することで可視画像を形成することができる。
【００４３】
この様に、本発明の揺動装置を用いた光偏向装置を利用して画像形成装置を構成することで、大走査角を高効率に達成できる画像形成装置が実現できる。また、反射面を有する1つの可動子によって光を偏向することによって、回転多面鏡で生じる面倒れは生じず、面倒れ補正系を必要としない光偏向装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第1の実施例の揺動装置を説明する図である。
【図２】第1の実施例の揺動装置の駆動部を説明する図である。
【図３】（ａ）は第1の実施例の揺動体のねじり振動時の変位角を示す図であり、（ｂ）は第1の実施例の揺動体のねじり振動時の角速度を示す図である。
【図４】第1の実施例の揺動部の1つの効果を説明する図である。
【図５】本発明の第2の実施例の揺動装置を説明する図である。
【図６】本発明の第3の実施例の画像形成装置を説明する図である。
【図７】第2の実施例の揺動部の1つの効果を説明する図である。
【図８】従来例の光偏向装置を示す図である。
【図９】他の従来例の光偏向装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
101、401、501  振動部（第1可動子）
102、502  振動部（第2可動子）
103、503  振動部（第1ねじりバネ）
104、504  振動部（第2ねじりバネ）
105、505  支持部（支持基板）
108、408、508  ねじり軸
109、409、509  第1磁性体（コアａ）
110、510  コイル
111、411、511  永久磁石
112、512  第3磁性体（ヨークａ）
113、513  第3磁性体（ヨークｂ）
114、514  第2磁性体（コアｂ）
120、520  駆動部（電磁アクチュエータ）
130、530  磁性体部
1001  光源（レーザ光源）
1003  光（レーザ光）
1004  光偏向器
1006  感光体
【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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