JP2009237102A - 光スキャナ装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度特性のあるセンサでも、安定して光スキャナの駆動状態検出を行うことができる光スキャナ装置を提供する。
【解決手段】回動可能に構成された光スキャナ部１と、光スキャナ部１を回動駆動させるための駆動部４とを備え、光スキャナ部１を回動させることにより、光スキャナ部１で反射した光を対象物に走査する光スキャナ装置１０であって、光スキャナ部１の駆動状態を検出する駆動検出部５と、光スキャナ部１周辺の温度を測定する温度測定部８と、光スキャナ部１に照射される光の照射量を出力する照射量提供部９と、測定された周辺温度と光の照射量に基づいて、駆動検出部５の検出結果を補正する検出結果補正部７と、駆動検出部５の補正後の検出結果に基づいて、駆動部４が光スキャナ部１を自己の共振周波数で捩り変形させるよう制御する駆動制御部６を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光スキャナ装置および画像形成装置に関するものである。

レーザープリンタ等に用いられ、光走査により描画を行う光学デバイスとしては、小型化を図ることなどの目的から、ねじり振動子を用いるものが知られている。
例えば、特許文献１に記載された光学デバイスは、シリコンで構成された板状の可動部上に、アルミニウムで構成された光反射部を直接設けたものを、その両側で１対のねじりバネによって回動可能に支持してなる。そして、１対のねじりバネをねじれ変形させながら、可動部を回動（振動）させることにより、光走査を行う。その際、光反射部では、照射された光のほとんどが反射する。

しかしながら、光反射部での光反射率を完全に１００％とすることはできないため、このような光学デバイスにあっては、光反射部に照射された光の一部が熱となり、この熱によりねじりバネの材料物性が変化して、ねじりバネのバネ定数が変化してしまうおそれがある。ねじりバネのバネ定数が変化すると、安定した駆動（描画）を行うことが難しい。
このため、例えば、特許文献２には、常に振動系の共振周波数で駆動することができる共振型の光スキャナ装置が開示されている。
特開平７−９２４０９号公報 特開平９−１０１４７４号公報

光スキャナを常に共振周波数で駆動するためのフィードバック制御を行うために、フォトダイオードやピエゾ抵抗素子を用いて振動系の駆動状態を検出する方法が用いられてきた。特に、ピエゾ抵抗素子は光スキャナ上に設置することができるため、装置の小型化にも有効である。
しかし、このような光スキャナ上に設置できる素子は、温度特性のあるものが多いため、上述のように光スキャナの周辺温度が変化すると、安定した検知結果を得られない場合があった。

本発明は、温度特性のあるセンサでも、安定して光スキャナの駆動状態検出を行うことができる光スキャナ装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光スキャナ装置は、所定の軸を中心にして回動可能に構成されたミラー部と、前記ミラー部を回動駆動させるための駆動部と、を備え、前記ミラー部は、光反射性を有する光反射部を備えた質量部と、前記質量部を支持するための支持部と、前記質量部を回動可能に前記支持部に連結する連結部とを備え、前記連結部は弾性部を備え、前記駆動部が、前記弾性部を捩り変形させつつ前記ミラー部を回動させ、前記ミラー部で反射した光を対象物に走査する光スキャナ装置であって、前記弾性部の捻り変形の程度に対応して電気抵抗値が変化する検出素子の抵抗値変化に基づいて、前記ミラー部の駆動状態を検出する駆動検出部と、前記ミラー部周辺の温度を測定する温度測定部と、前記ミラー部に照射される前記光の照射量を出力する照射量提供部と、前記温度測定部によって測定される周辺温度と、前記照射量提供部から出力される光の照射量に基づいて、熱の影響による前記検出素子の特性変化によって、前記駆動検出部の検出結果が変化することを補償する補正部と、前記駆動検出部によって検出された前記ミラー部の駆動状態に基づいて、前記駆動部が前記ミラー部を自身の共振周波数で捩り変形させるよう制御する駆動制御部と、を備えたものである。

以上のように、実施の形態１によれば、温度測定部８によって測定される周辺温度と、照射量提供部によって提供される光の照射量に基づいて、補正部が駆動検出部によって検出されるミラー部の駆動状態の変動を補償するようにしたので、温度変化に関わらず、常にミラー部の駆動状態を正確に検知することができる。これにより、安定した光スキャナの駆動状態検出を行うことができる。

前記補正部は、例えば、前記温度測定部によって測定される周辺温度と、前記照射量提供部から出力される光の照射量に基づいて、前記駆動検出部からの検出結果を補正するものである。
また、前記補正部は、例えば、前記温度測定部によって測定される周辺温度と、前記照射量提供部から出力される光の照射量に基づいて、前記検出素子に印加する電圧を調整することにより、前記駆動検出部の検出結果を補正するものである。

本発明に係る画像形成装置は、上記の光スキャナ装置を備えた画像形成装置であって、前記駆動部が前記ミラー部を回動させることにより、前記ミラー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る。
また、前記駆動制御部による制御は、１走査毎に行うことが望ましい。
これにより、ミラー部の共振周波数が変化して振幅が極端に小さくなり、１走査毎に出力画像における走査方向の幅が一定にならず、画像が歪んでしまうことを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による、光スキャナ装置１０の構成を示すブロック図である。図に示すように、光スキャナ装置１０は、光スキャナ部（ミラー部）１、駆動部４、駆動検出部５、駆動制御部６、検出結果補正部７、温度測定部８、照射量提供部９を備えている。

光スキャナ装置１０は、例えば、プロジェクタ、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。その結果、優れた描画特性を有する画像形成装置を提供することができる。
例えば、図２に示すようなプロジェクタ（画像形成装置）９０について説明する。なお、説明の便宜上、スクリーンＳの長手方向を「横方向（水平方向）」といい、長手方向に直角な方向を「縦方向（鉛直方向）」という。

プロジェクタ９０は、レーザーなどの光を照出する光源装置９１１，９１２，９１３と、クロスダイクロイックプリズム９２と、１対の光スキャナ装置９３、９４と、固定ミラー９５とを有している。
光源装置９１１，９１２，９１３は、それぞれ赤色光を照出する赤色光源装置９１１、青色光を照出する青色光源装置９１２と、緑色光を照出する緑色光源装置９１３である。
クロスダイクロイックプリズム９２は、４つの直角プリズムを貼り合わせて構成され、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから照出された光を合成する光学素子である。

このようなプロジェクタ９０は、赤色光源装置９１１、青色光源装置９１２、緑色光源装置９１３のそれぞれから、図示しないホストコンピュータからの画像情報に基づいて照出された光をクロスダイクロイックプリズム９２で合成し、この合成された光を光スキャナ装置９３、９４によって走査させ、さらに固定ミラー９５によって反射させ、スクリーンＳ上でカラー画像を形成するように構成されている。
ここで、光スキャナ装置９３、９４の光走査について具体的に説明する。

まず、クロスダイクロイックプリズム９２で合成された光は、光スキャナ装置９３によって横方向に走査される（「主走査」ともいう）。そして、この横方向に走査された光は、光スキャナ装置９４によってさらに縦方向に走査される（「副走査」ともいう）。これにより、２次元カラー画像をスクリーンＳ上に形成することができる。
このような光スキャナ装置９３、９４として本発明に係る光スキャナ装置を用いることにより、小型で、優れた描画特性を有するプロジェクタ９０を提供することができる。

なお、一般的に、副走査を行う光スキャナ装置９４の回動速度は、主走査を行う光スキャナ９３の回動速度に対して低速である。形成する画像の種類、大きさなどによっても異なるが、一般的には、副走査を行う光スキャナ装置９４の回動周波数が６０ｋＨｚ程度で、主走査を行う光スキャナ装置９３の回動周波数が１０〜２５６ｋＨｚ程度である。このような観点から見れば、光スキャナ装置９３、９４として本発明の光スキャナ装置を用いることで、主走査および副走査のそれぞれに適したねじりバネ定数を備える光スキャナ装置を容易に提供することができる。したがって、小型で、優れた描画特性を発揮するプロジェクタ９０を提供することができる。ただし、プロジェクタ９０の構成は、カラー画像をスクリーンＳ上に形成することができれば、特に限定されない。

次に、図３〜図７を用いて、光スキャナ部１、駆動部４、及び駆動検出部５の構成と動作について説明する。
図３は光スキャナ部１の構成を説明するための斜視図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図５は駆動部４および駆動検出部５の構成を説明するための図、図６は図１のＢ−Ｂ線断面図、図７は駆動検出部５を説明するための回路構成図である。
なお、以下では、説明の便宜上、図４および図６の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

光スキャナ部１は、図３に示すような１自由度振動系を有する基体２と、この基体２を支持する支持基板３とを有している。光スキャナ部１は、質量部２１を回動させるための駆動部４と、質量部２１の駆動状態を検出するための駆動検出部５と接続されている。
基体２は、質量部２１と、１対の連結部２２、２３と、１対の支持部２４、２５とを備えている。連結部２２、２３は、それぞれ、長手形状をなし弾性変形可能な弾性部で構成されている。したがって、以下、説明の便宜上、連結部２２を「弾性部２２」ともいい、連結部２３を「弾性部２３」ともいう。

このような光スキャナ部１にあっては、後述するコイル４３に電圧を印加することにより１対の弾性部２２、２３を捩れ変形させながら、質量部２１を回動させるように構成されている。このとき、質量部２１は、図３に示す回動中心軸Ｘを中心にして回動する。
このような１対の弾性部２２、２３は、非駆動時での質量部２１の平面視にて、質量部２１を中心として、ほぼ左右対称となるように設けられている。すなわち、光スキャナ部１は、非駆動時での質量部２１の平面視にて、質量部２１を中心として、ほぼ左右対称となるように形成されている。

質量部２１は、シリコンを主材料として構成された板状のシリコン部２１１と、シリコン部２１１の下面（支持基板３と対向する側の面）に面接合するように設けられた板状の樹脂部２１２と、シリコン部２１１の上面（樹脂部２１２と反対側の面）に設けられた光反射部２１３とを有している。すなわち、質量部２１は、シリコン部２１１と樹脂部２１２と光反射部２１３とが、シリコン部２１１の面の厚さ方向へ積層した積層構造を有している。言い換えれば、質量部２１は、シリコン部２１１を樹脂部２１２と光反射部２１３とで挟み込むようにして形成されている。樹脂部２１２の下面（シリコン部２１１と反対の面）には、後述するコイル４３が設けられている。

支持部２４は、シリコンを主材料で構成された板状のシリコン部２４１と、そのシリコン部２４１の下面に面接合するように設けられ樹脂材料を主材料として構成された板状の樹脂部２４２を備えている。すなわち、シリコン部２４１と樹脂部２４２とが、その厚さ方向に積層している。これと同様に、支持部２５は、シリコンを主材料で構成された板状のシリコン部２５１と、そのシリコン部２５１の下面に面接合するように設けられ樹脂材料を主材料として構成された板状の樹脂部２５２とを備えている。このような支持部２４、２５のうち、支持部２４のシリコン部２４１の下面には、後述する増幅回路５２が形成されている。

弾性部２２は、質量部２１を支持部２４に対して回動可能とするように、質量部２１と支持部２４とを連結している。これと同様に、弾性部２３は、質量部２１を支持部２５に対して回動可能とするように、質量部２１と支持部２５とを連結している。このような弾性部２２および弾性部２３は、互いに同一形状かつ同一寸法となっている。
弾性部２２および弾性部２３は、互いに同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）Ｘとして、質量部２１が支持部２４、２５に対して回動可能となっている。
また、弾性部２２には、後述する応力検出素子５１が設けられている。弾性部２２は、シリコンを主材料として構成されたシリコン部２２１と、シリコン部２２１に接合され、樹脂材料を主材料として構成された樹脂部２２２とで構成されている。

基体２は、シリコン層と樹脂層との積層構造からなる。
このシリコン層は、質量部２１のシリコン部２１１と、弾性部２２のシリコン部２２１と、弾性部２３のシリコン部２３１と、支持部２４のシリコン部２４１と、支持部２５のシリコン部２５１とを一体的に形成している。
一方、樹脂層は、質量部２１の樹脂部２１２と、弾性部２２の樹脂部２２２と、弾性部２３の樹脂部２３２と、支持部２４の樹脂部２４２と、支持部２５の樹脂部２５２とを一体的に形成している。このような樹脂材料としては、質量部２１を回動させることができれば、特に限定されないが、各種熱可塑性樹脂、各種熱硬化性樹脂を用いることができる。

基体２は、支持基板３に支持されている。
支持基板３は、その上面（基体２に対向する側の面）であって、支持部２４に対向する位置に１対の凸部３２、３３が形成されている。言い換えすれば、支持基板３の上面には凹部３０が形成されている。そして、凸部３２、３３の上面と支持部２４、２５の下面とを接合させることにより、支持基板３は、基体２を支持している。

さらに、凹部３０の底面には質量部２１に対応する部分に開口部３１が形成されている。この開口部３１は、質量部２１が回動（振動）する際に、支持基板３に接触するのを防止する逃げ部を構成する。開口部（逃げ部）３１を設けることにより、光スキャナ部１の全体の大型化を防止しつつ、質量部２１の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。

なお、前述したような逃げ部は、前記効果を十分に発揮し得る構成であれば、必ずしも支持基板３の下面（基体２と反対側の面）で開放（開口）していなくてもよい。すなわち、逃げ部は、支持基板３の上面に形成された凹部で構成することもできる。また、凹部３０の深さ（凸部３２、３３の高さ）が質量部２１の振れ角（振幅）に対し大きい場合などには、開口部３１を設けなくともよい。また、基体２の支持部２４、２５の形状などによっては、支持基板３は、省略してもよい。支持基板３は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。

次に、図５を用いて、質量部２１を回動させるための駆動部４について説明する。図５は、基体２の下面（支持基板３に対向する面）の部分断面拡大図である。
駆動部４は、質量部２１の樹脂部２１２に設けられたコイル４３と、コイル４３に電圧を印加する交流電源４４と、質量部２１を介して、回動中心軸Ｘに直角な方向に対向するように設けられた１対の磁石４１、４２とを有している。駆動部４は、交流電源４４からコイル４３へ交流電圧を印加することで、質量部２１を支持部２４、２５に対して振動（回動）させるように構成されている。

コイル４３は、質量部２１の樹脂部２１２の下面（シリコン部２１１と反対側の面）のほぼ全域にわたって渦巻状に形成されている。樹脂部２１２が絶縁層として機能するため、コイル４３の配線間での短絡を防止することができる。なお、コイル４３のパターニング形状は、質量部２１を回動させることができれば、渦巻状に限定されない。

コイル４３を形成する電線（配線）の両端部のうちの一方は、支持部２４に設けられた端子４３１に接続され、他方は、支持部２５に設けられた端子４３２に接続されている。そして、端子４３１、４３２には交流電源４４が接続されており、交流電源４４が、コイル４３に交流電圧を印加することにより、コイル４３から磁界を発生させることができる。

磁石４１と磁石４２とは、質量部２１の平面視にて、質量部２１を介して回動中心軸Ｘに直角な方向に対向して設けられている。さらに、磁石４１と４２とは、磁石４１の磁石４２と対向する側の面と、磁石４２の磁石４１と対向する側の面とが、互いに異なる磁極となるように設けられている。
磁石４１、４２としては、特に限定されないが、ネオジウム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの永久磁石（硬磁性体）を好適に用いることができる。

駆動部４は、次のようにして質量部２１を回動（駆動）させる。
なお、説明の便宜上、図５に示すように、磁石４１の磁石４２と対向する側の面をＳ極とし、磁石４２の磁石４１と対向する側の面をＮ極とした場合について代表して説明する。また、図６の上側を「上」とし、下側を「下」とする。
まず、交流電源４４により、端子４３１から端子４３２へ向けてコイル４３に電流を流した場合（以下「第１の状態」という）について説明する。この場合、質量部２１の回動中心軸Ｘよりも磁石４２側の部分には、図６にて下方向の電磁力が作用する（フレミングの左手の法則）。一方、質量部２１の回動中心軸Ｘよりも磁石４１側の部分には、図６にて上方向の電磁力が作用する。これにより、質量部２１は、回動中心軸Ｘを軸として反時計回りに回転する。

反対に、交流電源４４により、端子４３２から端子４３１へ向けてコイル４３に電流を流した場合（以下「第２の状態」という）、質量部２１のうち、回動中心軸Ｘよりも磁石４２側では、図６にて上方向の電磁力が発生する。一方、質量部２１のうち、回動中心軸Ｘよりも磁石４１側では、図６にて下方向の電磁力が発生する。これにより、質量部２１は、回動中心軸Ｘを軸として時計回りに回転する。

そして、このような第１の状態と第２の状態とを交互に繰り返すことにより、弾性部２２、２３を捩れ変形させながら、質量部２１を支持部２４に対して回動させることができる。
さらに、電圧印加手段として交流電源４４を用いることで、第１の状態と第２の状態とを周期的に、かつ、円滑に切り換えることができ、質量部２１を円滑に回動させることができる。ただし、電圧印加手段としては、コイル４３に電圧を印加することができれば、本実施形態（交流電源４４）に限定されず、例えば、直流電源を用いてもよい。この場合には、例えば、コイル４３に直流電圧を間欠的に印加することで、質量部２１を支持部２４に対して回動させることができる。

次に、質量部２１の駆動状態を検出する駆動検出部５と、駆動部４の作動を制御する駆動制御部６について説明する。
駆動検出部５は、図５および図７に示すように、弾性部２２のシリコン部２２１の下面（樹脂部２２２側の面）に設けられた応力検出素子５１と、支持部２４のシリコン部２４１に形成され、応力検出素子５１に電気的に接続された増幅回路５２とを有している。また支持部２４の樹脂部２４２には、応力検出素子５１と増幅回路５２とを接続するための貫通孔５３が複数形成されている。また、支持部２４の樹脂部２４２には、入力端子５２１と出力端子５２２とが形成されており、これらは、それぞれ増幅回路５２と電気的に接続されている。応力検出素子５１は、例えばピエゾ抵抗素子を用いることができる。

駆動検出部５は、増幅回路５２からの信号に基づいて質量部２１の駆動状態を検知するように構成されている。具体的には、応力検出素子５１は、変形量に対応して抵抗値が変化する性質を有する。このような応力検出素子５１を弾性部２２上に設けることで、弾性部２２の捩れ変形の程度（振れ角）に対応して応力検出素子５１の抵抗値を変化させることができる。
応力検出素子５１の抵抗値が変化することで、応力検出素子５１に流れる電流値（電気信号）が変化し、その電気信号の変化を増幅回路５２で増幅し、増幅後の信号に基づいて、質量部２１の駆動状態を検知する。これにより、より正確に光スキャナ部１の振動系の駆動状態を検知することができる。
なお、応力検出素子５１の抵抗値変化に基づく電流値（電気信号）の変化は、微弱であるため、本実施形態のように、増幅回路５２により電気信号を増幅させることで、質量部２１の駆動状態をより正確に検知することができる。増幅回路５２は、支持部２４のシリコン部２４１に形成されている。

図８及び図９は、応力検出素子５１としてピエゾ抵抗素子１０５ｃを用いた場合における、質量部２１の駆動状態を検出する原理を説明するための図である。
図８に示すように、ピエゾ抵抗素子１０５ｃは光スキャナ部１の弾性部２２に設置されており、図９に示すように、ピエゾ抵抗素子１０５ｃからは光スキャナ部１の捩れ運動に対応する出力が得られる。このため、光スキャナ部１の振動系の振幅、位相、周波数が求められる。

駆動制御部６は、駆動検出部５の検知結果に基づいて、駆動部４の作動を制御する。駆動制御部６は、増幅回路５２からの信号に基づいて交流電源４４が印加する電圧の周波数を調整し、光スキャナ部１の振動系が自己の共振周波数にて振動するように制御する。これにより、光スキャナ部１の光反射部２１３を大きく変位させ、光スキャナ部１による走査角度を大きくすることができる。

光スキャナ部１の振動系の振幅（振れ角）と、駆動周波数との間には、図１０に示すような周波数特性が存在している。図に示すように、駆動周波数が振動系の共振周波数ｆ０となったときに、最大の振幅が得られる。しかし、光反射部２１３に照射された光の一部が熱となり、弾性部２２、２３の温度が上昇すると、弾性部２２、２３を構成する材料の物性が変化し、共振周波数が変化してしまう。振動系の最大の振幅を得るためには、交流電源４４から印加される電圧の周波数も振動系の共振周波数に合わせて変化させる必要がある。仮に、印加電圧を変化させずに駆動を続けると、振幅が極端に小さくなり、出力画像における走査方向の幅が一定にならず、画像が歪んでしまう。そこで、光スキャナ装置１０は、駆動検出部５の検知結果をフィードバックすることにより交流電源４４が印加する電圧の周波数を調整している。

ところで、本実施形態のように、応力検出素子５１としてピエゾ抵抗素子を用いると、応力検出素子５１を弾性部２２上に設置することができるため、装置の小型化に有効である。
しかし、ピエゾ抵抗素子は温度特性があるため、周辺温度が変化するに従って、検出結果が変動し、安定した検知結果を得られない場合があった。すなわち、応力検出素子５１の抵抗値が周辺温度の変化の影響を受けると、駆動検出部５の検出結果が質量部２１の駆動状態を正確に表したものではなくなってしまう場合があった。

そこで、本実施形態による光スキャナ装置１０は、検出結果補正部７が、応力検出素子５１の温度による特性変化に起因する、駆動検出部５の検出結果（光スキャナ部１の振動系の駆動状態）の変動を補償する。

検出結果補正部７の動作について説明する。検出結果補正部７は、温度測定部８から出力される温度情報と照射量提供部９から出力される照射量情報に基づいて、駆動検出部５の検出結果を補正するための補正値を算出する。

温度測定部８は、弾性部２２、２３近傍の温度を測定し、測定結果を検出結果補正部７に供給する。また、照射量提供部９は光反射部２１３に照射される光量を検出結果補正部７に提供する。検出結果補正部７への測定温度及び光の照射量の供給は、駆動検出部５による光スキャナ部１の振動系の駆動状態の検出のタイミングに合わせて行われる。なお、検出結果補正部７への測定温度及び光の照射量の供給のタイミングは駆動検出部５による光スキャナ部１の振動系の駆動状態の検出と異なるタイミングで行ってもよい。

照射量提供部９は、例えばプロジェクタ９０のホストコンピュータが保有する画像情報に基づいて、光源装置９１１，９１２，９１３から照出される光の照射量を算出し、検出結果補正部７に提供する。

検出結果補正部７は、演算テーブル記憶部７１に、図１１に示すような演算用テーブルを記憶しており、測定温度と照射量の値の組み合わせに対応する検出結果の補正値を取得する。

検出結果補正部７は、得られた補正値を用いて駆動検出部５から出力される光スキャナ部１の振動系の駆動状態を補正する。補正後の駆動状態は駆動制御部６に供給される。駆動制御部６に供給される補正後の駆動状態は、初期状態での光スキャナ部１の振動系の共振周波数（基準周波数）と現在の共振周波数の偏差である。ここで、基準周波数は、予め定められた一定の共振周波数であってもよく、直近の実測共振周波数であってもよい。

駆動制御部６は、供給された共振周波数の偏差に基づいて交流電源４４が印加する電圧の周波数を調整し、光スキャナ部１の振動系の共振周波数で駆動するよう制御する。

以上のように、実施の形態１によれば、温度測定部８によって測定される弾性部２２、２３近傍の温度と、照射量提供部９によって提供される光反射部２１３への光の照射量に基づいて、検出結果補正部７が駆動検出部５によって検出される共振周波数の変化量を補正し、駆動制御部６は、供給された補正後の検出結果に基づいて交流電源４４が印加する電圧を調整するようにしたので、温度変化に関わらず、常に光スキャナ部１の振動系の駆動状態を正確に検知することができる。これにより、光スキャナ部１の振動系の振幅が不安定になり、出力画像における走査方向の幅が一定にならず、画像が歪んでしまうことを防ぐことができる。

また、プロジェクタ９０において、１走査毎の描画開始タイミングが一定にならず、画像が歪んでしまうことを防止することができる。プロジェクタ９０は、駆動検出部５の検出結果に基づいて、質量部２１が所定の角度まで回転したことが検知された時点で１走査の描画を開始する。しかし、駆動検出部５の検出結果が温度変化の影響を受けて不安定になると、走査毎の描画開始タイミングが一定しなくなる。本発明によれば、検出結果補正部７によって駆動検出部５の検出結果が補正されるため、走査毎の描画開始タイミングを安定させることができる。

なお、本発明の光スキャナ装置１０の各部の構成は、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。

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２による、光スキャナ装置１１の構成を示すブロック図である。図に示すように、光スキャナ装置１１は、光スキャナ部（ミラー部）１、駆動部４、駆動検出部５、駆動制御部６、電圧補正部７２、温度測定部８、照射量提供部９を備えている。

実施の形態１による光スキャナ装置１０は、検出結果補正部７が駆動検出部５によって検出される共振周波数の変化量を補正したが、実施の形態２による光スキャナ装置１１は、電圧補正部７２が、温度測定部８から出力される温度情報と照射量提供部９から出力される照射量情報に基づいて、駆動検出部５の応力検出素子５１に供給する電圧を補正することにより、駆動検出部５の検出結果を補正する。

上述したように、応力検出素子５１の抵抗値が変化することで、応力検出素子５１に流れる電流値（電気信号）が変化し、その電気信号の変化を増幅回路５２で増幅し、増幅後の信号に基づいて、質量部２１の駆動状態を検知することができる。しかし、応力検出素子５１の抵抗値が周辺温度の変化の影響を受けると、駆動検出部５の検出結果が質量部２１の駆動状態を正確に表したものではなくなってしまう。

実施の形態１と同様に、温度測定部８は、弾性部２２、２３近傍の温度を測定し、測定結果を電圧補正部７２に供給する。また、照射量提供部９は光反射部２１３に照射される光量を電圧補正部７２に提供する。電圧補正部７２への測定温度及び光の照射量の供給は、駆動検出部５による光スキャナ部１の振動系の駆動状態の検出のタイミングに合わせて行われる。なお、電圧補正部７２への測定温度及び光の照射量の供給のタイミングは駆動検出部５による光スキャナ部１の振動系の駆動状態の検出と異なるタイミングで行ってもよい。

照射量提供部９は、例えばプロジェクタ９０のホストコンピュータが保有する画像情報に基づいて、光源装置９１１，９１２，９１３から照出される光の照射量を算出し、電圧補正部７２に提供する。

電圧補正部７２は、演算テーブル記憶部７３に、図１３に示すような演算用テーブルを記憶しており、測定温度と照射量の値の組み合わせに対応する電圧補正値を取得する。

電圧補正部７２は、得られた電圧補正値を用いて駆動検出部５の応力検出素子５１に供給する電圧を補正する。駆動検出部５では補正後の電圧値に対応して応力検出素子５１に流れる電流値（電気信号）が検出されるため、駆動検出部５の検出結果が質量部２１の駆動状態を正確に表したものとなる。駆動状態の検出結果は駆動制御部６に供給される。駆動制御部６に供給される駆動状態は、初期状態での光スキャナ部１の振動系の共振周波数（基準周波数）と現在の共振周波数の偏差である。ここで、基準周波数は、予め定められた一定の共振周波数であってもよく、直近の実測共振周波数であってもよい。駆動制御部６は、供給された共振周波数の偏差に基づいて交流電源４４が印加する電圧の周波数を調整し、光スキャナ部１の振動系の共振周波数で駆動するよう制御する。

以上のように、実施の形態２によれば、温度測定部８によって測定される弾性部２２、２３近傍の温度と、照射量提供部９によって提供される光反射部２１３への光の照射量に基づいて、電圧補正部７２が駆動検出部５の応力検出素子５１に供給する電圧を補正し、駆動制御部６は、供給された補正後の検出結果に基づいて交流電源４４が印加する電圧を調整するようにしたので、温度変化に関わらず、常に光スキャナ部１の振動系の駆動状態を正確に検知することができる。これにより、光スキャナ部１の振動系の振幅が不安定になり、出力画像における走査方向の幅が一定にならず、画像が歪んでしまうことを防ぐことができる。

また、プロジェクタ９０において、１走査毎の描画開始タイミングが一定にならず、画像が歪んでしまうことを防止することができる。プロジェクタ９０は、駆動検出部５の検出結果に基づいて、質量部２１が所定の角度まで回転したことが検知された時点で１走査の描画を開始する。しかし、駆動検出部５の検出結果が温度変化の影響を受けて不安定になると、走査毎の描画開始タイミングが一定しなくなる。本発明によれば、電圧補正部７２によって駆動検出部５の検出結果が補正されるため、走査毎の描画開始タイミングを安定させることができる。

本発明の実施の形態１による光スキャナ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の画像形成装置を説明するための概略図である。 光スキャナ部の構成を示す斜視図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 駆動部を説明するための図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 駆動検出部を説明するための図である。 応力検出素子としてピエゾ抵抗素子を用いた場合における、質量部の駆動状態を検出する原理を説明するための図である。 応力検出素子としてピエゾ抵抗素子を用いた場合における、質量部の駆動状態を検出する原理を説明するための図である。 光スキャナ部の振動系の振幅と、駆動周波数との関係を示す図である。 実施の形態１による演算テーブルを示す図である。 本発明の実施の形態２による光スキャナ装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２による演算テーブルを示す図である。

符号の説明

１ 光スキャナ部、１０，１１ 光スキャナ装置、２ 基体、２１ 質量部、２１１ シリコン部、２１２ 樹脂部、２１３ 光反射部、２２，２３ 弾性部（連結部）、２２１，２３１ シリコン部、２２２，２３２ 樹脂部、２４，２５ 支持部、２４１，２５１ シリコン部、２４２，２５２ 樹脂部、３ 支持基板、３０ 凹部（空間）、３１ 開口部（逃げ部）、３２，３３ 凸部、４ 駆動部、４１，４２ 磁石、４３ コイル、４３１，４３２ 端子、４４ 交流電源（電圧印加手段）、５ 駆動検出部、５１ 応力検出素子、５２ 増幅回路（半導体回路）、５２１ 入力端子、５２２ 出力端子、５３ 貫通孔、６ 駆動制御部、７ 補正値演算部、７１，７３ 演算テーブル記憶部、７２ 電圧補正部、８ 温度測定部、９ 照射量提供部、９０ プロジェクタ、９１１ 赤色光源装置、９１２ 青色光源装置、９１３ 緑色光源装置、９２ クロスダイクロイックプリズム、９３，９４ 光スキャナ、９５ 固定ミラー

Claims (5)

1. 所定の軸を中心にして回動可能に構成されたミラー部と、
   前記ミラー部を回動駆動させるための駆動部と、を備え、
   前記ミラー部は、
   光反射性を有する光反射部を備えた質量部と、
   前記質量部を支持するための支持部と、
   前記質量部を回動可能に前記支持部に連結する連結部とを備え、
   前記連結部は弾性部を備え、
   前記駆動部が、前記弾性部を捩り変形させつつ前記ミラー部を回動させ、前記ミラー部で反射した光を対象物に走査する光スキャナ装置であって、
   前記弾性部の捻り変形の程度に対応して電気抵抗値が変化する検出素子の抵抗値変化に基づいて、前記ミラー部の駆動状態を検出する駆動検出部と、
   前記ミラー部周辺の温度を測定する温度測定部と、
   前記ミラー部に照射される前記光の照射量を出力する照射量提供部と、
   前記温度測定部によって測定される周辺温度と、前記照射量提供部から出力される光の照射量に基づいて、熱の影響による前記検出素子の特性変化によって、前記駆動検出部の検出結果が変化することを補償する補正部と、
   前記駆動検出部によって検出された前記ミラー部の駆動状態に基づいて、前記駆動部が前記ミラー部を自身の共振周波数で捩り変形させるよう制御する駆動制御部と、を備えた光スキャナ装置。
2. 前記補正部は、前記温度測定部によって測定される周辺温度と、前記照射量提供部から出力される光の照射量に基づいて、前記駆動検出部からの検出結果を補正することを特徴とする、請求項１に記載の光スキャナ装置。
3. 前記補正部は、前記温度測定部によって測定される周辺温度と、前記照射量提供部から出力される光の照射量に基づいて、前記検出素子に印加する電圧を調整することにより、前記駆動検出部の検出結果を補正することを特徴とする、請求項１に記載の光スキャナ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の光スキャナ装置を備えた画像形成装置であって、
   前記駆動部が前記ミラー部を回動させることにより、前記ミラー部で反射した光を走査して、対象物上に画像を形成する画像形成装置。
5. 前記駆動制御部による制御は、１走査毎に行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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