JP2570237B2 - 光スキャナ、振動装置、光学装置及び光ビ−ムプリンタ - Google Patents
光スキャナ、振動装置、光学装置及び光ビ−ムプリンタInfo
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- JP2570237B2 JP2570237B2 JP2209804A JP20980490A JP2570237B2 JP 2570237 B2 JP2570237 B2 JP 2570237B2 JP 2209804 A JP2209804 A JP 2209804A JP 20980490 A JP20980490 A JP 20980490A JP 2570237 B2 JP2570237 B2 JP 2570237B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光スキャナ、振動装置、光学装置及び光ビ
ームプリンタに関する。
ームプリンタに関する。
［背景技術とその問題点］ 第10図に従来例の光スキャナの構造を示す。これは、
ポリゴンミラー31を用いた光スキャナであり、正多角形
状をしたポリゴンミラー31の外周面にはミラー面31a,31
a,…が形成されており、ポリゴンミラー31はドライバ回
路35で制御された直流サーボモータ32によって一定角速
度で回転させられている。そして、半導体レーザ装置36
から出射されたレーザビームαは結像レンズ33によって
集光され、ポリゴンミラー31のミラー面31aに照射され
る。そして、ポリゴンミラー31のミラー面31aで反射さ
れたレーザビームαは、ビーススキャンレンズ34を透過
し、例えば感光ドラム37の表面に照射される。ここでポ
リゴンミラー31が一定角速度で回転していると、レーザ
ビームαを照射されているミラー面31aの角度が変化す
るので、ポリゴンミラー31で反射されたレーザビームα
の出射方向が変化し、レーザビームαが例えば感光ドラ
ム37の表面を走査される。
ポリゴンミラー31を用いた光スキャナであり、正多角形
状をしたポリゴンミラー31の外周面にはミラー面31a,31
a,…が形成されており、ポリゴンミラー31はドライバ回
路35で制御された直流サーボモータ32によって一定角速
度で回転させられている。そして、半導体レーザ装置36
から出射されたレーザビームαは結像レンズ33によって
集光され、ポリゴンミラー31のミラー面31aに照射され
る。そして、ポリゴンミラー31のミラー面31aで反射さ
れたレーザビームαは、ビーススキャンレンズ34を透過
し、例えば感光ドラム37の表面に照射される。ここでポ
リゴンミラー31が一定角速度で回転していると、レーザ
ビームαを照射されているミラー面31aの角度が変化す
るので、ポリゴンミラー31で反射されたレーザビームα
の出射方向が変化し、レーザビームαが例えば感光ドラ
ム37の表面を走査される。
しかしながら、このようなタイプの光スキャナにあっ
ては、ポリゴンミラーと回転駆動用の直流サーボモータ
が必要不可欠であるため、光スキャナの小型化を図るの
が困難で、その小型化にも限界があった。また、光スキ
ャナによる走査幅や走査速度等を精度良く得ようとすれ
ば、ポリゴンミラーの各ミラー面の寸法や各ミラー面間
の角度等の精度が厳しく要求され、加工コスト及び組み
立て調整コストが高価となり、低コスト化が困難であっ
た。また、レーザビームのスキャン角は、ポリゴンミラ
ーの面数で決定されるため、各光スキャナのスキャン角
は一定であり、そのスキャン角を変更することは不可能
であった。
ては、ポリゴンミラーと回転駆動用の直流サーボモータ
が必要不可欠であるため、光スキャナの小型化を図るの
が困難で、その小型化にも限界があった。また、光スキ
ャナによる走査幅や走査速度等を精度良く得ようとすれ
ば、ポリゴンミラーの各ミラー面の寸法や各ミラー面間
の角度等の精度が厳しく要求され、加工コスト及び組み
立て調整コストが高価となり、低コスト化が困難であっ
た。また、レーザビームのスキャン角は、ポリゴンミラ
ーの面数で決定されるため、各光スキャナのスキャン角
は一定であり、そのスキャン角を変更することは不可能
であった。
さらに、従来の光スキャナでは、レーザビームのスキ
ャン方向は１方向のみであり、１台の光スキャナによっ
てスキャン方向を切り換えたり、２方向で同時にスキャ
ンさせたりすることはできなかった。
ャン方向は１方向のみであり、１台の光スキャナによっ
てスキャン方向を切り換えたり、２方向で同時にスキャ
ンさせたりすることはできなかった。
また、特許第121498号明細書には、磁歪効果の異なる
２種の金属片を貼合せた２つのバイモルフ型の磁歪素子
を、各湾曲方向を互いに90度異なわせるようにして柱状
に接合し、この先端にミラーを取り付けた走査装置が開
示されている。
２種の金属片を貼合せた２つのバイモルフ型の磁歪素子
を、各湾曲方向を互いに90度異なわせるようにして柱状
に接合し、この先端にミラーを取り付けた走査装置が開
示されている。
このような構造の走査装置では、各バイモルフ型の磁
歪素子を湾曲させることによってミラーの角度を変化さ
せ、ミラーに照射されている光ビームの反射方向を変化
させている。このため、ミラーの角度変化を大きくして
光ビームの走査範囲を広くする場合、磁歪素子に印加す
る磁場の強度を大きくする方法では、コイルの大型化や
ジュール損による発熱等の問題があり、磁歪効果の大き
な材質を用いる方法では材料面からの制約があるので、
ミラーの角度変化を大きくして光ビームの走査範囲を広
くしようとすれば、磁歪素子の軸方向の長さを長くする
必要があり、走査装置が長大化し、走査装置の小型化が
困難であった。また、ミラーの角度変化に伴うミラーの
変位が大きいので、光ビームの走査範囲を広くしようと
するとミラーを大きくする必要があり、この点からも走
査装置を小型化するのが困難であった。
歪素子を湾曲させることによってミラーの角度を変化さ
せ、ミラーに照射されている光ビームの反射方向を変化
させている。このため、ミラーの角度変化を大きくして
光ビームの走査範囲を広くする場合、磁歪素子に印加す
る磁場の強度を大きくする方法では、コイルの大型化や
ジュール損による発熱等の問題があり、磁歪効果の大き
な材質を用いる方法では材料面からの制約があるので、
ミラーの角度変化を大きくして光ビームの走査範囲を広
くしようとすれば、磁歪素子の軸方向の長さを長くする
必要があり、走査装置が長大化し、走査装置の小型化が
困難であった。また、ミラーの角度変化に伴うミラーの
変位が大きいので、光ビームの走査範囲を広くしようと
するとミラーを大きくする必要があり、この点からも走
査装置を小型化するのが困難であった。
［発明の開示］ 本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、小型で、かつ光ビームの走査範囲を大きくでき
る、新規な原理に基づく光スキャナ、振動装置、光学装
置及び光ビームプリンタを提供することを目的としてな
されたものである。
あり、小型で、かつ光ビームの走査範囲を大きくでき
る、新規な原理に基づく光スキャナ、振動装置、光学装
置及び光ビームプリンタを提供することを目的としてな
されたものである。
本発明の請求項１に記載の光スキャナは、振動を発生
する駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直
線往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なく
ともねじれ変形モードを有する弾性変形部、弾性変形部
の他端に接続して支持され、形状が弾性変形部のねじれ
変形の軸に対して非対称なスキャン部、およびスキャン
部に設けられたミラー面、を含むことを特徴としてい
る。
する駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直
線往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なく
ともねじれ変形モードを有する弾性変形部、弾性変形部
の他端に接続して支持され、形状が弾性変形部のねじれ
変形の軸に対して非対称なスキャン部、およびスキャン
部に設けられたミラー面、を含むことを特徴としてい
る。
しかして、加振部より振動（特に、ねじれ変形の共振
周波数の振動）を加えると、スキャン部がねじれ変形の
軸に対して非対称となっているために弾性変形部がねじ
れ変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。
このため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及
び増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大き
な角度で回転し、スキャン部のミラー面に光ビームが照
射されているとスキャン部の回転に伴って光ビームが高
速で走査される。
周波数の振動）を加えると、スキャン部がねじれ変形の
軸に対して非対称となっているために弾性変形部がねじ
れ変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。
このため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及
び増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大き
な角度で回転し、スキャン部のミラー面に光ビームが照
射されているとスキャン部の回転に伴って光ビームが高
速で走査される。
本発明の請求項２に記載の光スキャナは、振動を発生
する駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直
線往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なく
ともねじれ変形モードを有する弾性変形部、弾性変形部
の他端に接続して支持され、重心が弾性変形部のねじれ
変形の軸上以外の位置にあるスキャン部、およびスキャ
ン部に設けられたミラー面、を含むことを特徴としてい
る。
する駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直
線往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なく
ともねじれ変形モードを有する弾性変形部、弾性変形部
の他端に接続して支持され、重心が弾性変形部のねじれ
変形の軸上以外の位置にあるスキャン部、およびスキャ
ン部に設けられたミラー面、を含むことを特徴としてい
る。
しかして、加振部より振動（特に、ねじれ変形の共振
周波数の振動）を加えると、スキャン部の重心がねじれ
変形の軸上以外の位置にあるために弾性変形部がねじれ
変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。こ
のため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及び
増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大きな
角度で回転し、スキャン部のミラー面に光ビームが照射
されているとスキャン部の回転に伴って光ビームが高速
で走査される。
周波数の振動）を加えると、スキャン部の重心がねじれ
変形の軸上以外の位置にあるために弾性変形部がねじれ
変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。こ
のため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及び
増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大きな
角度で回転し、スキャン部のミラー面に光ビームが照射
されているとスキャン部の回転に伴って光ビームが高速
で走査される。
しかも、請求項１及び請求項２の光スキャナにあって
は、スキャン部はねじれ変形の軸の回りで回転するの
で、スキャン部の回転に伴うスキャン部の移動がなく、
スキャン部のミラー面を小さくしても光ビームを走査さ
せることができる。従って、ミラー部を小さくすること
ができ、光スキャナの小型化が可能になる。また、光ビ
ームの走査範囲を広くするためには、弾性変形部の寸法
比や材質、スキャン部の形状等によって対応することが
できるので、制約が少なくて光スキャナを非常に小型化
することができる。
は、スキャン部はねじれ変形の軸の回りで回転するの
で、スキャン部の回転に伴うスキャン部の移動がなく、
スキャン部のミラー面を小さくしても光ビームを走査さ
せることができる。従って、ミラー部を小さくすること
ができ、光スキャナの小型化が可能になる。また、光ビ
ームの走査範囲を広くするためには、弾性変形部の寸法
比や材質、スキャン部の形状等によって対応することが
できるので、制約が少なくて光スキャナを非常に小型化
することができる。
さらに、本発明の光スキャナの第１の実施態様におい
ては、弾性変形部が、ねじれ変形モードと曲げ変形モー
ドとを有している。
ては、弾性変形部が、ねじれ変形モードと曲げ変形モー
ドとを有している。
このように弾性変形部が２つの弾性変形モードを有し
ていれば、駆動源の駆動周波数を変化させて励起モード
を変えると、スキャン部の回動方向が変化し、光ビーム
のスキャン方向を変更することができる。したがって、
１つの光スキャナで２つのスキャン方向を達成できる。
また、両弾性変形モードの振動を励起することにより、
光ビームを２次元状に走査させることができる。
ていれば、駆動源の駆動周波数を変化させて励起モード
を変えると、スキャン部の回動方向が変化し、光ビーム
のスキャン方向を変更することができる。したがって、
１つの光スキャナで２つのスキャン方向を達成できる。
また、両弾性変形モードの振動を励起することにより、
光ビームを２次元状に走査させることができる。
また、本発明の光スキャナの第２の実施態様において
は、加振部、弾性変形部およびスキャン部が、平板状部
材に一体に形成されている。
は、加振部、弾性変形部およびスキャン部が、平板状部
材に一体に形成されている。
この場合には、加振部、弾性変形部及びスキャン部を
プレート状に形成することができるので、光スキャナを
超小形化することができる。しかも、製造が容易にな
り、構造も簡略となり、製作コストや組立て調整コスト
等も安価となり、低コストの光スキャナを提供できる。
プレート状に形成することができるので、光スキャナを
超小形化することができる。しかも、製造が容易にな
り、構造も簡略となり、製作コストや組立て調整コスト
等も安価となり、低コストの光スキャナを提供できる。
また、本発明の光スキャナの第３の実施態様において
は、上記平板状部材がシリコンウエハまたはガラスウエ
ハから形成されている。
は、上記平板状部材がシリコンウエハまたはガラスウエ
ハから形成されている。
この第３の実施態様では、表面が平滑で表面精度の良
好なシリコンウエハやガラスウエハにエッチング等の微
細加工を施して作製でき、超小形の平板状部材を多量生
産できる。また、ミラー面もシリコンウエハ等にエッチ
ングを施すことによって形成でき、鏡面加工よりも安価
にミラー面を作製できる。
好なシリコンウエハやガラスウエハにエッチング等の微
細加工を施して作製でき、超小形の平板状部材を多量生
産できる。また、ミラー面もシリコンウエハ等にエッチ
ングを施すことによって形成でき、鏡面加工よりも安価
にミラー面を作製できる。
また、本発明の光スキャナの第４の実施態様において
は、上記弾性変形部が有する変形モードの共振周波数の
少なくとも１つと実質的に等しい周波数の信号を出力す
る駆動回路をさらに備え、駆動回路の出力信号により上
記駆動源が駆動されるようになっている。
は、上記弾性変形部が有する変形モードの共振周波数の
少なくとも１つと実質的に等しい周波数の信号を出力す
る駆動回路をさらに備え、駆動回路の出力信号により上
記駆動源が駆動されるようになっている。
従って、このような駆動回路を用いて光スキャナを駆
動することにより、特定の共振振動で弾性変形部を共振
振動させることができ、特定の向きに光ビームを走査す
ることができる。また、駆動源によって加振部の振幅を
変化させれば、弾性変形部における弾性振動の振幅（ス
キャン部の回動角）を変化させることができ、光ビーム
のスキャン角の調整も可能になる。
動することにより、特定の共振振動で弾性変形部を共振
振動させることができ、特定の向きに光ビームを走査す
ることができる。また、駆動源によって加振部の振幅を
変化させれば、弾性変形部における弾性振動の振幅（ス
キャン部の回動角）を変化させることができ、光ビーム
のスキャン角の調整も可能になる。
本発明の光スキャナの第５の実施態様においては、出
力信号の周波数が可変である駆動回路をさらに備え、駆
動回路の出力信号により上記駆動源が駆動されるように
なっている。
力信号の周波数が可変である駆動回路をさらに備え、駆
動回路の出力信号により上記駆動源が駆動されるように
なっている。
このような光スキャナでは、駆動回路から出力される
信号周波数を変化させることにより弾性変形部を異なる
弾性変形モードで励起振動させることができ、光ビーム
の走査方向を変化させることができる。
信号周波数を変化させることにより弾性変形部を異なる
弾性変形モードで励起振動させることができ、光ビーム
の走査方向を変化させることができる。
本発明の光スキャナの第６の実施態様においては、上
記弾性変形部が有するねじれ変形モードおよび曲げ変形
モードの各共振周波数と実質的に等しい周波数の信号を
それぞれ出力する少なくとも２つの信号源と、信号源の
出力の少なくとも１つを選択して出力する信号選択手段
とを含む駆動回路をさらに備え、駆動回路の出力信号に
より上記駆動源が駆動されるようになっている。
記弾性変形部が有するねじれ変形モードおよび曲げ変形
モードの各共振周波数と実質的に等しい周波数の信号を
それぞれ出力する少なくとも２つの信号源と、信号源の
出力の少なくとも１つを選択して出力する信号選択手段
とを含む駆動回路をさらに備え、駆動回路の出力信号に
より上記駆動源が駆動されるようになっている。
このような光スキャナでは、駆動回路から出力される
信号周波数を選択することにより弾性変形部をねじれ変
形モードまたは曲げ変形モードのいずれかで振動させる
ことができ、光ビームの走査方向を切り替えることがで
きる。
信号周波数を選択することにより弾性変形部をねじれ変
形モードまたは曲げ変形モードのいずれかで振動させる
ことができ、光ビームの走査方向を切り替えることがで
きる。
本発明の光スキャナの第７の実施態様においては、上
記弾性変形部が有するねじれ変形モードおよび曲げ変形
モードの各共振周波数と実質的に等しい２つの周波数の
成分を含む信号を出力する駆動回路をさらに備え、駆動
回路の出力信号により上記駆動源が駆動されるようにな
っている。
記弾性変形部が有するねじれ変形モードおよび曲げ変形
モードの各共振周波数と実質的に等しい２つの周波数の
成分を含む信号を出力する駆動回路をさらに備え、駆動
回路の出力信号により上記駆動源が駆動されるようにな
っている。
この光スキャナでは、ねじれ変形モードと曲げ変形モ
ードの弾性振動が同時に発生するので、スキャン部を同
時に２方向に回動させることができ、光ビームを２次元
状に走査させることができる。
ードの弾性振動が同時に発生するので、スキャン部を同
時に２方向に回動させることができ、光ビームを２次元
状に走査させることができる。
本発明の光スキャナの第８の実施態様においては、上
記弾性変形部が有するねじれ変形モードおよび曲げ変形
モードの共振周波数が互いに一致または近接しており、
各変形モードが共に共振し得る周波数の信号を出力する
駆動回路をさらに備え、駆動回路の出力信号により上記
駆動源が駆動される。
記弾性変形部が有するねじれ変形モードおよび曲げ変形
モードの共振周波数が互いに一致または近接しており、
各変形モードが共に共振し得る周波数の信号を出力する
駆動回路をさらに備え、駆動回路の出力信号により上記
駆動源が駆動される。
この光スキャナにおいては、ねじれ変形モードの共振
周波数と曲げ変形モードの共振周波数が一致または近接
しているので、当該共振周波数近傍の信号を印加するこ
とによってスキャナ部を２方向に回動させることがで
き、光ビームを２次元状に走査させることができる。し
かも、共振周波数が一致または近接しているので、駆動
回路の構成を簡単にすることができる。
周波数と曲げ変形モードの共振周波数が一致または近接
しているので、当該共振周波数近傍の信号を印加するこ
とによってスキャナ部を２方向に回動させることがで
き、光ビームを２次元状に走査させることができる。し
かも、共振周波数が一致または近接しているので、駆動
回路の構成を簡単にすることができる。
本発明の請求項11に記載の振動装置は、振動を発生す
る駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直線
往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なくと
もねじれ変形モードを有する弾性変形部、および弾性変
形部の他端に接続して支持され、形状が弾性変形部のね
じれ変形の軸に対して非対称なスキャン部、を含むこと
を特徴としている。
る駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直線
往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なくと
もねじれ変形モードを有する弾性変形部、および弾性変
形部の他端に接続して支持され、形状が弾性変形部のね
じれ変形の軸に対して非対称なスキャン部、を含むこと
を特徴としている。
しかして、加振部より振動（特に、ねじれ変形の共振
周波数の振動）を加えると、スキャン部がねじれ変形の
軸に対して非対称となっているために弾性変形部がねじ
れ変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。
このため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及
び増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大き
な角度で回転振動する。この振動装置によれば、ミラー
がスキャン部と別体となっている場合においても、ミラ
ーを回転させることにより光ビームを走査することがで
きる。
周波数の振動）を加えると、スキャン部がねじれ変形の
軸に対して非対称となっているために弾性変形部がねじ
れ変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。
このため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及
び増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大き
な角度で回転振動する。この振動装置によれば、ミラー
がスキャン部と別体となっている場合においても、ミラ
ーを回転させることにより光ビームを走査することがで
きる。
本発明の請求項12に記載の振動装置は、振動を発生す
る駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直線
往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なくと
もねじれ変形モードを有する弾性変形部、および弾性変
形部の他端に接続して支持され、形状が弾性変形部のね
じれ変形の軸上以外の位置にあるスキャン部、を含むこ
とを特徴としている。この振動装置によれば、ミラーが
スキャン部と別体となっている場合においても、ミラー
を回転させることにより光ビームを走査することができ
る。
る駆動源、駆動源に結合され駆動源の振動によって直線
往復振動する加振部、一端が加振部に接続され少なくと
もねじれ変形モードを有する弾性変形部、および弾性変
形部の他端に接続して支持され、形状が弾性変形部のね
じれ変形の軸上以外の位置にあるスキャン部、を含むこ
とを特徴としている。この振動装置によれば、ミラーが
スキャン部と別体となっている場合においても、ミラー
を回転させることにより光ビームを走査することができ
る。
しかして、加振部より振動（特に、ねじれ変形の共振
周波数の振動）を加えると、スキャン部の重心がねじれ
変形の軸上以外の位置にあるために弾性変形部がねじれ
変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。こ
のため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及び
増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大きな
角度で回転振動する。
周波数の振動）を加えると、スキャン部の重心がねじれ
変形の軸上以外の位置にあるために弾性変形部がねじれ
変形モードで弾性振動（特に、弾性共振振動）する。こ
のため加振部の振動が弾性変形部で回転運動に変換及び
増幅され、スキャン部がねじれ変形の軸の回りで大きな
角度で回転振動する。
しかも、請求項11及び請求項12の振動装置にあって
は、スキャン部の振動振幅を大きくするためには、弾性
変形部の寸法比や材質、スキャン部の形状等によって対
応することができるので、制約が少なくて振動振幅が大
きくて超小型の振動装置を製作することができる。
は、スキャン部の振動振幅を大きくするためには、弾性
変形部の寸法比や材質、スキャン部の形状等によって対
応することができるので、制約が少なくて振動振幅が大
きくて超小型の振動装置を製作することができる。
さらに、本発明の振動装置の実施態様においては、弾
性変形部が、ねじれ変形モードと曲げ変形モードとを有
している。
性変形部が、ねじれ変形モードと曲げ変形モードとを有
している。
このように弾性変形部が２つの弾性変形モードを有し
ていれば、駆動源の駆動周波数を変化させて励起モード
を変えると、スキャン部の回動方向が変化し、スキャン
部の回転振動方向を変更することができる。したがっ
て、１つの振動装置で２方向の振動が得られる。また、
両弾性変形モードの振動を同時に励起することにより、
スキャン部を２次元状に回転振動させることができる。
ていれば、駆動源の駆動周波数を変化させて励起モード
を変えると、スキャン部の回動方向が変化し、スキャン
部の回転振動方向を変更することができる。したがっ
て、１つの振動装置で２方向の振動が得られる。また、
両弾性変形モードの振動を同時に励起することにより、
スキャン部を２次元状に回転振動させることができる。
本発明の請求項14に記載の光学装置は、光ビームを出
射する光ビーム発生源と、光ビームを反射して走査させ
るための、請求項１から10のいずれか一項に記載の光ス
キャナとを含むことを特徴としている。
射する光ビーム発生源と、光ビームを反射して走査させ
るための、請求項１から10のいずれか一項に記載の光ス
キャナとを含むことを特徴としている。
このような光学装置によれば、光ビーム発生源より出
射された光ビームを光スキャナで反射させることにより
１次元状あるいは２次元状に走査させることができ、小
型で走査範囲の広い光学装置を製作することができる。
射された光ビームを光スキャナで反射させることにより
１次元状あるいは２次元状に走査させることができ、小
型で走査範囲の広い光学装置を製作することができる。
本発明の請求項15に記載の光学装置は、光ビームを出
射する光ビーム発生源、光ビームを反射して走査させる
ための、請求項１から10のいずれか一項に記載の光スキ
ャナ、および光ビームの照射によって像を形成する像形
成媒体、を含むことを特徴としている。
射する光ビーム発生源、光ビームを反射して走査させる
ための、請求項１から10のいずれか一項に記載の光スキ
ャナ、および光ビームの照射によって像を形成する像形
成媒体、を含むことを特徴としている。
このような光学装置によれば、光ビーム発生源より出
射された光ビームを光スキャナで１次元状あるいは２次
元状に走査させ、像形成媒体に像を形成することができ
る。従って、小さな光スキャナにより大きな像を得るこ
とができる。
射された光ビームを光スキャナで１次元状あるいは２次
元状に走査させ、像形成媒体に像を形成することができ
る。従って、小さな光スキャナにより大きな像を得るこ
とができる。
本発明の請求項16に記載の光ビームプリンタにあって
は、光ビームを出射する光ビーム発生源、光ビームを反
射して走査させるための、請求項１から10のいずれか一
項に記載の光スキャナ、および光ビームの照射によって
像を形成する感光ドラム、を含むことを特徴としてい
る。
は、光ビームを出射する光ビーム発生源、光ビームを反
射して走査させるための、請求項１から10のいずれか一
項に記載の光スキャナ、および光ビームの照射によって
像を形成する感光ドラム、を含むことを特徴としてい
る。
このような光ビームプリンタによれば、光ビーム発生
源より出射された光ビームを光スキャナで１次元状ある
いは２次元状に走査させ、感光ドラムに像を形成するこ
とができる。しかして、本発明による光スキャナを用い
ているので、小型で高速かつ安価な光ビームプリンタを
製作できる。
源より出射された光ビームを光スキャナで１次元状ある
いは２次元状に走査させ、感光ドラムに像を形成するこ
とができる。しかして、本発明による光スキャナを用い
ているので、小型で高速かつ安価な光ビームプリンタを
製作できる。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図に基づいて詳述す
る。
る。
第１図に本発明の一実施例を示す。この光スキャナ１
は、薄板状のプレート７と圧電振動子や磁歪振動子等の
微小振動を発生する小形の駆動源８とから構成されてい
る。プレート７は、第２図及び第３図に示すような形状
をしており、長い細幅の弾性変形部２の下端に、駆動源
６から振動を印加させるための加振部５が一体に設けら
れ、弾性変形部２の上端に、レーザビームをスキャンさ
せるためのスキャン部３が一体に設けられている。ここ
で、弾性変形部２は、第２図に示すように軸心Ｐの回り
にねじれ変形するねじれ変形モードと、第３図に示すよ
うに軸心Ｐに沿って曲げ変形する曲げ変形モードが可能
になっており、ねじれ変形モードの弾性振動については
fTの共振周波数を有し、曲げ変形モードの弾性振動につ
いてはfBの共振周波数を有している。スキャン部３は、
弾性変形部２の軸心Ｐに関してアンバランスな形状に形
成されており、弾性変形部２の軸心Ｐから離れた部分に
ウエイト部８が形成されている。したがって、スキャン
部３の重心は、弾性変形部２の軸心Ｐから外れた位置に
あり、さらに、弾性変形部２の上端よりも上方に位置し
ている。また、スキャン部３には、レーザビームを反射
させるためのミラー面４が形成されている。このミラー
面４は、スキャン部３の全体に形成してもよく、部分的
に形成してもよいが、第１図の実施例では、軸心Ｐの近
傍の部分に設けてある。加振部５は、圧電振動子等の駆
動源６に接着もしくは接合されて駆動源６に固定されて
おり、スキャン部３は弾性変形部２によってフリーに支
持されている。
は、薄板状のプレート７と圧電振動子や磁歪振動子等の
微小振動を発生する小形の駆動源８とから構成されてい
る。プレート７は、第２図及び第３図に示すような形状
をしており、長い細幅の弾性変形部２の下端に、駆動源
６から振動を印加させるための加振部５が一体に設けら
れ、弾性変形部２の上端に、レーザビームをスキャンさ
せるためのスキャン部３が一体に設けられている。ここ
で、弾性変形部２は、第２図に示すように軸心Ｐの回り
にねじれ変形するねじれ変形モードと、第３図に示すよ
うに軸心Ｐに沿って曲げ変形する曲げ変形モードが可能
になっており、ねじれ変形モードの弾性振動については
fTの共振周波数を有し、曲げ変形モードの弾性振動につ
いてはfBの共振周波数を有している。スキャン部３は、
弾性変形部２の軸心Ｐに関してアンバランスな形状に形
成されており、弾性変形部２の軸心Ｐから離れた部分に
ウエイト部８が形成されている。したがって、スキャン
部３の重心は、弾性変形部２の軸心Ｐから外れた位置に
あり、さらに、弾性変形部２の上端よりも上方に位置し
ている。また、スキャン部３には、レーザビームを反射
させるためのミラー面４が形成されている。このミラー
面４は、スキャン部３の全体に形成してもよく、部分的
に形成してもよいが、第１図の実施例では、軸心Ｐの近
傍の部分に設けてある。加振部５は、圧電振動子等の駆
動源６に接着もしくは接合されて駆動源６に固定されて
おり、スキャン部３は弾性変形部２によってフリーに支
持されている。
上記プレート７は、表面が平滑で表面精度の良好なシ
リコンウエハやガラスウエハ等の薄板部材にエッチング
等によって微細加工を施すことにより作成されるもので
あり、超小形のプレート７を多量生産できる。また、プ
レート７のミラー面４もシリコンウエハ等にエッチング
を施すことによって形成されており、鏡面加工よりも安
価にミラー面４を作成することができる。
リコンウエハやガラスウエハ等の薄板部材にエッチング
等によって微細加工を施すことにより作成されるもので
あり、超小形のプレート７を多量生産できる。また、プ
レート７のミラー面４もシリコンウエハ等にエッチング
を施すことによって形成されており、鏡面加工よりも安
価にミラー面４を作成することができる。
加振部２へ高周波振動（例えば、数100Hz）を加える
圧電振動子等の駆動源６は、駆動回路によって制御され
ており、ねじれ変形モードの共振周波数fTもしくは曲げ
変形モードの共振周波数fBの振動を励起される。第７図
に示すものは、この駆動回路９の一例であり、ねじれ変
形モードの共振周波数fTと一致する周波数の電圧信号を
出力し続けている発振器10と、発振器10から出力されて
いる電圧信号を増幅する増幅器11と、曲げ変形モードの
共振周波数fBと一致する周波数の電圧信号を出力し続け
ている発振器12と、この発振器12から出力されている電
圧信号を増幅する増幅器13と、両増幅器11,13からの周
波数fTの出力電圧と周波数fBの出力電圧を切り換えて駆
動源６に印加させるためのスイッチ14とから構成されて
いる。さらに、スイッチ14の切り換えにより、両増幅器
11,13から出力された周波数fTの電圧信号と周波数fBの
電圧信号を重畳させたミキシング信号を駆動源６に印加
させられるようにしても良い。またスイッチ14を両発振
器10,12と増幅器との間に配置すれば、増幅器を１台で
兼用させることができる。
圧電振動子等の駆動源６は、駆動回路によって制御され
ており、ねじれ変形モードの共振周波数fTもしくは曲げ
変形モードの共振周波数fBの振動を励起される。第７図
に示すものは、この駆動回路９の一例であり、ねじれ変
形モードの共振周波数fTと一致する周波数の電圧信号を
出力し続けている発振器10と、発振器10から出力されて
いる電圧信号を増幅する増幅器11と、曲げ変形モードの
共振周波数fBと一致する周波数の電圧信号を出力し続け
ている発振器12と、この発振器12から出力されている電
圧信号を増幅する増幅器13と、両増幅器11,13からの周
波数fTの出力電圧と周波数fBの出力電圧を切り換えて駆
動源６に印加させるためのスイッチ14とから構成されて
いる。さらに、スイッチ14の切り換えにより、両増幅器
11,13から出力された周波数fTの電圧信号と周波数fBの
電圧信号を重畳させたミキシング信号を駆動源６に印加
させられるようにしても良い。またスイッチ14を両発振
器10,12と増幅器との間に配置すれば、増幅器を１台で
兼用させることができる。
また、第８図に示すものは別な駆動回路15であって、
電圧設定部16、電圧／周波数変換器17及び増幅器18から
構成されている。任意に設定された駆動軸指令信号に基
づき、電圧設定部16からV1（もしくは、V2）の電圧信号
を出力すると、その電圧信号は電圧／周波数変換器17に
よって対応する周波数fT（もしくは、fB）の信号に変換
され、増幅器18で電圧増幅された後、共振周波数fT（も
しくは、fB）の信号が駆動源６に印加される。
電圧設定部16、電圧／周波数変換器17及び増幅器18から
構成されている。任意に設定された駆動軸指令信号に基
づき、電圧設定部16からV1（もしくは、V2）の電圧信号
を出力すると、その電圧信号は電圧／周波数変換器17に
よって対応する周波数fT（もしくは、fB）の信号に変換
され、増幅器18で電圧増幅された後、共振周波数fT（も
しくは、fB）の信号が駆動源６に印加される。
なお、第７図及び第８図では、周波数信号として正弦
波を示しているが、矩形波や三角波を用いても同様な効
果が得られる。
波を示しているが、矩形波や三角波を用いても同様な効
果が得られる。
しかして、本発明に係る光スキャナ１は、上述のよう
に構成されているので、駆動回路によって駆動源６をあ
る周波数で振動させ、この振動を加振部５に印加させて
第１図のｘ方向に往復振動させると、スキャン部３に慣
性力が作用し、この慣性力によって弾性変形部２は、慣
性力の加わった方向に弾性変形し振動する。しかも、加
振部５に印加される駆動周波数ｆが、弾性変形部２のば
ね剛性や慣性モーメント等から決まるねじれ変形モード
の共振周波数fTまたは曲げ変形モードの共振周波数fBに
一致すると、当該モードの弾性振動が弾性変形部２で増
幅され、スキャン部３が大きな回動角で駆動される。す
なわち、駆動周波数ｆとスキャン部３のねじれ変形モー
ドの回動角θＴまたは曲げ変形モードの回動角θＢとの
関係は、例えば第４図に示すようになる。第４図は、２
つの共振周波数がfT＜fBの場合における、駆動源６の駆
動周波数ｆとスキャン部３の回動角との関係を示してお
り、横軸が駆動周波数ｆ、縦軸がスキャン部のねじれ変
形モードの回動角θＴまたは曲げ変形モードの回動角θ
Ｂを示している。このようにねじれ変形モードにおける
回動角θＴは、駆動周波数ｆがfTに等しい時に最大とな
り、その両側では急激に減衰する。一方、曲げ変形モー
ドにおける回動角θＢは、駆動周波数ｆがfBに等しい時
に最大となり、その両側で急激に減衰する。したがっ
て、圧電振動子のように微小振動しか行なえないような
駆動源６であっても、各弾性変形モードの共振周波数と
等しい周波数で駆動させることにより、ミラー面４を大
きな角度で回動させることができる。
に構成されているので、駆動回路によって駆動源６をあ
る周波数で振動させ、この振動を加振部５に印加させて
第１図のｘ方向に往復振動させると、スキャン部３に慣
性力が作用し、この慣性力によって弾性変形部２は、慣
性力の加わった方向に弾性変形し振動する。しかも、加
振部５に印加される駆動周波数ｆが、弾性変形部２のば
ね剛性や慣性モーメント等から決まるねじれ変形モード
の共振周波数fTまたは曲げ変形モードの共振周波数fBに
一致すると、当該モードの弾性振動が弾性変形部２で増
幅され、スキャン部３が大きな回動角で駆動される。す
なわち、駆動周波数ｆとスキャン部３のねじれ変形モー
ドの回動角θＴまたは曲げ変形モードの回動角θＢとの
関係は、例えば第４図に示すようになる。第４図は、２
つの共振周波数がfT＜fBの場合における、駆動源６の駆
動周波数ｆとスキャン部３の回動角との関係を示してお
り、横軸が駆動周波数ｆ、縦軸がスキャン部のねじれ変
形モードの回動角θＴまたは曲げ変形モードの回動角θ
Ｂを示している。このようにねじれ変形モードにおける
回動角θＴは、駆動周波数ｆがfTに等しい時に最大とな
り、その両側では急激に減衰する。一方、曲げ変形モー
ドにおける回動角θＢは、駆動周波数ｆがfBに等しい時
に最大となり、その両側で急激に減衰する。したがっ
て、圧電振動子のように微小振動しか行なえないような
駆動源６であっても、各弾性変形モードの共振周波数と
等しい周波数で駆動させることにより、ミラー面４を大
きな角度で回動させることができる。
よって、加振部５をねじれ変形モードの共振周波数fT
で振動させると、弾性変形部２でねじれ変形モードの振
動が増幅され、スキャン部３は第２図に示すようにθＴ
の回動角で軸心Ｐの回りに回動させられる。この時、第
１図に示すように、ミラー面４にレーザビームαを照射
していれば、反射したレーザビームαはスキャン部３の
回動角θＴの２倍のスキャン角２θＴでスキャンされ
る。したがって、第５図に示すように、光スキャナ１で
反射されたレーザビームαをスクリーン19に照射させれ
ば、レーザビームαは第６図（ａ）に示すように左右に
スキャンされる。
で振動させると、弾性変形部２でねじれ変形モードの振
動が増幅され、スキャン部３は第２図に示すようにθＴ
の回動角で軸心Ｐの回りに回動させられる。この時、第
１図に示すように、ミラー面４にレーザビームαを照射
していれば、反射したレーザビームαはスキャン部３の
回動角θＴの２倍のスキャン角２θＴでスキャンされ
る。したがって、第５図に示すように、光スキャナ１で
反射されたレーザビームαをスクリーン19に照射させれ
ば、レーザビームαは第６図（ａ）に示すように左右に
スキャンされる。
また、加振部５を曲げ変形モードの共振周波数fBで振
動させると、弾性変形部２で曲げ変形モードの振動が増
幅され、スキャン部３は第３図に示すようにθＢの回動
角で軸心Ｐと直交する方向Ｑの回りに回動させられる。
このときミラー面４にレーザビームαを照射されている
と、反射したレーザビームαはスキャン部３の回動角θ
Ｂの２倍のスキャン角２θＢでスキャンされる。したが
って、光スキャナ１からの反射レーザビームαをスクリ
ーン19に照射させれば、第６図（ｂ）に示すようにレー
ザビームαは上下にスキャンされる。
動させると、弾性変形部２で曲げ変形モードの振動が増
幅され、スキャン部３は第３図に示すようにθＢの回動
角で軸心Ｐと直交する方向Ｑの回りに回動させられる。
このときミラー面４にレーザビームαを照射されている
と、反射したレーザビームαはスキャン部３の回動角θ
Ｂの２倍のスキャン角２θＢでスキャンされる。したが
って、光スキャナ１からの反射レーザビームαをスクリ
ーン19に照射させれば、第６図（ｂ）に示すようにレー
ザビームαは上下にスキャンされる。
さらに、駆動源６により、ねじれ変形モードの共振周
波数fTをもつ振動と曲げ変形モードの共振周波数fBをも
つ振動とを重ね合わせた振動モードで加振部５を振動さ
せると、弾性変形部２でねじれ変形モードと曲げ変形モ
ードの両振動が増幅されるので、スキャン部３では軸心
Ｐ回りの回動角θＴの振動とＱ方向の回りの回転角θＢ
の振動とが合成され、スキャン部３で反射されたレーザ
ビームαをスクリーン19に照射させていると、レーザビ
ームαは、第６図（ｃ）に示すように面状にスキャンさ
れる。
波数fTをもつ振動と曲げ変形モードの共振周波数fBをも
つ振動とを重ね合わせた振動モードで加振部５を振動さ
せると、弾性変形部２でねじれ変形モードと曲げ変形モ
ードの両振動が増幅されるので、スキャン部３では軸心
Ｐ回りの回動角θＴの振動とＱ方向の回りの回転角θＢ
の振動とが合成され、スキャン部３で反射されたレーザ
ビームαをスクリーン19に照射させていると、レーザビ
ームαは、第６図（ｃ）に示すように面状にスキャンさ
れる。
また、駆動源６から加振部５に印加する駆動周波数ｆ
をいずれかの共振周波数に保ちながら、駆動源６に印加
する電圧を調整することにより加振部５の振幅ｘを変化
させると、スキャン部３の回動角θＴもしくはθＢを制
御させることができる。すなわち、第４図の破線で示し
た曲線は、実線で示した曲線よりも大きな振動で加振部
５を振動させた場合であり、加振部５の振幅ｘが大きく
なると、スキャン部３の回動角θT,θＢも増大する。
をいずれかの共振周波数に保ちながら、駆動源６に印加
する電圧を調整することにより加振部５の振幅ｘを変化
させると、スキャン部３の回動角θＴもしくはθＢを制
御させることができる。すなわち、第４図の破線で示し
た曲線は、実線で示した曲線よりも大きな振動で加振部
５を振動させた場合であり、加振部５の振幅ｘが大きく
なると、スキャン部３の回動角θT,θＢも増大する。
したがって、この光スキャナ１は、駆動源６の駆動周
波数ｆとしていずれかの共振周波数を選択することによ
って直交２方向のうちのいずれかのスキャン方向を選択
し、駆動源６に印加する電圧を制御して加振部５の振幅
ｘを調整し（あるいは、駆動周波数ｆを微小変化させて
もよい。）、スキャン角２θＴもしくは２θＢを制御さ
せる使い方ができる。
波数ｆとしていずれかの共振周波数を選択することによ
って直交２方向のうちのいずれかのスキャン方向を選択
し、駆動源６に印加する電圧を制御して加振部５の振幅
ｘを調整し（あるいは、駆動周波数ｆを微小変化させて
もよい。）、スキャン角２θＴもしくは２θＢを制御さ
せる使い方ができる。
なお、本発明の光スキャナは、上記実施例に限定され
るものでなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲にお
いて種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施例
ではスキャン部の表面そのものがミラー面となっていた
が、ミラー面を形成された別なミラー板をスキャン部の
表面に接着させても差し支えない。また、スキャン部や
ミラー面の材質は、所望の機能が得られるものであれば
特に限定されるものではなく、上記のようなシリコンウ
エハやガラスウエハを用いたものに限られるわけではな
い。さらに、駆動源としては、圧電振動子や磁歪振動子
等以外にも、高速で微小振動可能なアクチャエータであ
ればよく、例えば静電力を用いて微小振動を発生させる
アクチュエータを用いてもよい。また、図示したプレー
トの形状は一例であって、２種以上の弾性変形モードを
得ることができる形状であれば図示の形状に限らない。
さらに、上記実施例では、２つの共振周波数fTとfBは互
いに異なる値であったが、これらの共振周波数fT,fBは
弾性変形部のばね剛性や慣性モーメントの大きさ、プレ
ートの形状等によって任意に設定することができ、両共
振周波数fTとfBの値を一致させてもよい。
るものでなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲にお
いて種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施例
ではスキャン部の表面そのものがミラー面となっていた
が、ミラー面を形成された別なミラー板をスキャン部の
表面に接着させても差し支えない。また、スキャン部や
ミラー面の材質は、所望の機能が得られるものであれば
特に限定されるものではなく、上記のようなシリコンウ
エハやガラスウエハを用いたものに限られるわけではな
い。さらに、駆動源としては、圧電振動子や磁歪振動子
等以外にも、高速で微小振動可能なアクチャエータであ
ればよく、例えば静電力を用いて微小振動を発生させる
アクチュエータを用いてもよい。また、図示したプレー
トの形状は一例であって、２種以上の弾性変形モードを
得ることができる形状であれば図示の形状に限らない。
さらに、上記実施例では、２つの共振周波数fTとfBは互
いに異なる値であったが、これらの共振周波数fT,fBは
弾性変形部のばね剛性や慣性モーメントの大きさ、プレ
ートの形状等によって任意に設定することができ、両共
振周波数fTとfBの値を一致させてもよい。
第９図に同上の光スキャナを用いた光ビームプリンタ
の概略斜視図を示す。この光ビームプリンタは、上記光
スキャナ１と、光スキャナ１のミラー面４にレーザービ
ームαを照射させる半導体レーザ装置36と、結像レンズ
33と、ビームスキャンレンズ34と、感光ドラム37とから
なっている。
の概略斜視図を示す。この光ビームプリンタは、上記光
スキャナ１と、光スキャナ１のミラー面４にレーザービ
ームαを照射させる半導体レーザ装置36と、結像レンズ
33と、ビームスキャンレンズ34と、感光ドラム37とから
なっている。
しかして、半導体レーザ装置36から出射されたレーザ
ビームαは結像レンズ33によって集光され、光スキャナ
１のミラー面４に照射される。そして、ミラー面４で反
射されたレーザビームαは、ビームスキャンレンズ34を
透過し、感光ドラム37の表面に照射される。ここで、光
スキャナ１のミラー面４が回動すると、光スキャナ１で
反射されたレーザビームαが感光ドラム37の表面を走査
され、感光ドラム37の表面に潜像が形成される。
ビームαは結像レンズ33によって集光され、光スキャナ
１のミラー面４に照射される。そして、ミラー面４で反
射されたレーザビームαは、ビームスキャンレンズ34を
透過し、感光ドラム37の表面に照射される。ここで、光
スキャナ１のミラー面４が回動すると、光スキャナ１で
反射されたレーザビームαが感光ドラム37の表面を走査
され、感光ドラム37の表面に潜像が形成される。
［発明の効果］ 本発明によれば、弾性変形部を共振振動させてスキャ
ン部を高速で回転させることができる新規な原理の光ス
キャナや振動装置等を製作することができる。このよう
な光スキャナや振動装置等によれば、大きな振動振幅を
有する振動装置や光ビームの走査範囲が大きな光スキャ
ナを安価に超小型化することができる。
ン部を高速で回転させることができる新規な原理の光ス
キャナや振動装置等を製作することができる。このよう
な光スキャナや振動装置等によれば、大きな振動振幅を
有する振動装置や光ビームの走査範囲が大きな光スキャ
ナを安価に超小型化することができる。
また、弾性変形部が２つ以上の弾性変形モードを有し
ていれば、いずれかのモードの共振周波数で加振部を励
振させれば、当該モードで弾性変形部を弾性振動させる
ことができ、スキャン部の回動方向を変更させることが
できる。したがって、２軸以上のスキャン方向を持つ光
スキャナを作成することができ、１台の光スキャナまた
は振動装置で２方向以上の光ビームをスキャンさせ、あ
るいはスキャン部を回転させることができる。また、２
次元状に光ビームを走査もしくはスキャン部を回転させ
ることができる。
ていれば、いずれかのモードの共振周波数で加振部を励
振させれば、当該モードで弾性変形部を弾性振動させる
ことができ、スキャン部の回動方向を変更させることが
できる。したがって、２軸以上のスキャン方向を持つ光
スキャナを作成することができ、１台の光スキャナまた
は振動装置で２方向以上の光ビームをスキャンさせ、あ
るいはスキャン部を回転させることができる。また、２
次元状に光ビームを走査もしくはスキャン部を回転させ
ることができる。
さらに、加振部の振幅を調整することにより、スキャ
ン部の回動する角度を変化させることができ、１台で光
ビームを自由なスキャン角で走査させることができる。
ン部の回動する角度を変化させることができ、１台で光
ビームを自由なスキャン角で走査させることができる。
また、本発明の光スキャナを用いることにより、小型
で高速、かつ安価な光学装置や光ビームプリンタを製作
できる。
で高速、かつ安価な光学装置や光ビームプリンタを製作
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は同上
のプレートのねじれ変形モードを示す斜視図、第３図は
同上のプレートの曲げ変形モードを示す斜視図、第４図
は駆動周波数とスキャン部の回動角との関係を示す図、
第５図は本発明の光スキャナによってスクリーンにレー
ザビームを照射している様子を示す斜視図、第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は各モードでスクリーン上にスキャ
ンされているレーザビームの軌跡を示す図、第７図は同
上の駆動源を駆動させるための駆動回路を示すブロック
図、第８図は同上の駆動源を駆動させるための駆動回路
の他例を示すブロック図、第９図は同上の光スキャナを
用いた光ビームプリンタの一実施例を示す斜視図、第10
図は従来例を示す斜視図である。 ２……弾性変形部 ３……スキャン部 ４……ミラー面 ５……加振部 ６……駆動源
のプレートのねじれ変形モードを示す斜視図、第３図は
同上のプレートの曲げ変形モードを示す斜視図、第４図
は駆動周波数とスキャン部の回動角との関係を示す図、
第５図は本発明の光スキャナによってスクリーンにレー
ザビームを照射している様子を示す斜視図、第６図
（ａ）（ｂ）（ｃ）は各モードでスクリーン上にスキャ
ンされているレーザビームの軌跡を示す図、第７図は同
上の駆動源を駆動させるための駆動回路を示すブロック
図、第８図は同上の駆動源を駆動させるための駆動回路
の他例を示すブロック図、第９図は同上の光スキャナを
用いた光ビームプリンタの一実施例を示す斜視図、第10
図は従来例を示す斜視図である。 ２……弾性変形部 ３……スキャン部 ４……ミラー面 ５……加振部 ６……駆動源
Claims (16)
- 【請求項１】振動を発生する駆動源、 駆動源に結合され駆動源の振動によって直線往復振動す
る加振部、 一端が加振部に接続され少なくともねじれ変形モードを
有する弾性変形部、 弾性変形部の他端に接続して支持され、形状が弾性変形
部のねじれ変形の軸に対して非対称なスキャン部、およ
び スキャン部に設けられたミラー面、 を含む光スキャナ。 - 【請求項２】振動を発生する駆動源、 駆動源に結合され駆動源の振動によって直線往復振動す
る加振部、 一端が加振部に接続され少なくともねじれ変形モードを
有する弾性変形部、 弾性変形部の他端に接続して支持され、重心が弾性変形
部のねじれ変形の軸上以外の位置にあるスキャン部、お
よび スキャン部に設けられたミラー面、 を含む光スキャナ。 - 【請求項３】上記弾性変形部は、ねじれ変形モードと曲
げ変形モードとを有する、請求項１または２に記載の光
スキャナ。 - 【請求項４】上記加振部、弾性変形部およびスキャナ部
が、平板状部材に一体に形成された、請求項１から３の
いずれか一項に記載の光スキャナ。 - 【請求項５】上記平板状部材は、シリコンウエハまたは
ガラスウエハから形成された、請求項４に記載の光スキ
ャナ。 - 【請求項６】上記弾性変形部が有する変形モードの共振
周波数の少なくとも１つと実質的に等しい周波数の信号
を出力する駆動回路をさらに備え、 駆動回路の出力信号により上記駆動源が駆動される、請
求項１から５のいずれか一項に記載の光スキャナ。 - 【請求項７】出力信号の周波数が可変である駆動回路を
さらに備え、 駆動回路の出力信号により上記駆動源が駆動される、請
求項１から５のいずれか一項に記載の光スキャナ。 - 【請求項８】上記弾性変形部が有するねじれ変形モード
および曲げ変形モードの各共振周波数と実質的に等しい
周波数の信号をそれぞれ出力する少なくとも２つの信号
源と、信号源の出力の少なくとも１つを選択して出力す
る信号選択手段とを含む駆動回路をさらに備え、 駆動回路の出力信号により上記駆動源が駆動される、請
求項３から５のいずれか一項に記載の光スキャナ。 - 【請求項９】上記弾性変形部が有するねじれ変形モード
および曲げ変形モードの各共振周波数と実質的に等しい
２つの周波数の成分を含む信号を出力する駆動回路をさ
らに備え、 駆動回路の出力信号により上記駆動源が駆動される、請
求項３から５のいずれか一項に記載の光スキャナ。 - 【請求項１０】上記弾性変形部が有するねじれ変形モー
ドおよび曲げ変形モードの共振周波数が互いに一致また
は近接しており、 各変形モードが共に共振し得る周波数の信号を出力する
駆動回路をさらに備え、 駆動回路の出力信号により上記駆動源が駆動される、請
求項３から５のいずれか一項に記載の光スキャナ。 - 【請求項１１】振動を発生する駆動源、 駆動源に結合され駆動源の振動によって直線往復振動す
る加振部、 一端が加振部に接続され少なくともねじれ変形モードを
有する弾性変形部、および 弾性変形部の他端に接続して支持され、形状が弾性変形
部のねじれ変形の軸に対して非対称なスキャン部、 を含む振動装置。 - 【請求項１２】振動を発生する駆動源、 駆動源に結合され駆動源の振動によって直線往復振動す
る加振部、 一端が加振部に接続され少なくともねじれ変形モードを
有する弾性変形部、および 弾性変形部の他端に接続して支持され、重心が弾性変形
部のねじれ変形の軸上以外の位置にあるスキャン部、 を含む振動装置。 - 【請求項１３】上記弾性変形部は、ねじれ変形モードと
曲げ変形モードとを有する、請求項11または12に記載の
振動装置。 - 【請求項１４】光ビームを出射する光ビーム発生源と、 光ビームを反射して走査させるための、請求項１から10
のいずれか一項に記載の光スキャナとを含む光学装置。 - 【請求項１５】光ビームを出射する光ビーム発生源、 光ビームを反射して走査させるための、請求項１から10
のいずれか一項に記載の光スキャナ、および 光ビームの照射によって像を形成する像形成媒体、 を含む光学装置。 - 【請求項１６】光ビームを出射する光ビーム発生源、 光ビームを反射して走査させるための、請求項１から10
のいずれか一項に記載の光スキャナ、および 光ビームの照射によって像を形成する感光ドラム、 を含む光ビームプリンタ。
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| JP2209804A JP2570237B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 光スキャナ、振動装置、光学装置及び光ビ−ムプリンタ |
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| EP91113316A EP0471291B1 (en) | 1990-08-07 | 1991-08-07 | Optical scanner |
| US07/741,353 US5245463A (en) | 1990-08-07 | 1991-08-07 | Optical scanner |
| DE69125666T DE69125666T2 (de) | 1990-08-07 | 1991-08-07 | Optischer Abtaster |
| US08/075,292 US5444565A (en) | 1990-08-07 | 1993-06-11 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2209804A JP2570237B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 光スキャナ、振動装置、光学装置及び光ビ−ムプリンタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0495917A JPH0495917A (ja) | 1992-03-27 |
| JP2570237B2 true JP2570237B2 (ja) | 1997-01-08 |
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ID=16578877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2209804A Expired - Lifetime JP2570237B2 (ja) | 1990-08-07 | 1990-08-07 | 光スキャナ、振動装置、光学装置及び光ビ−ムプリンタ |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10048490B2 (en) | 2015-08-18 | 2018-08-14 | Ricoh Company, Ltd. | Drive system, video device, image projection device, and drive control method |
| US10491866B2 (en) | 2015-08-26 | 2019-11-26 | Ricoh Company, Ltd. | Actuator controlling device, drive system, video device, image projection device, and actuator controlling method |
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| JP6840069B2 (ja) * | 2017-12-14 | 2021-03-10 | 三菱電機株式会社 | 微小電子機械デバイスの検査方法 |
-
1990
- 1990-08-07 JP JP2209804A patent/JP2570237B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0495917A (ja) | 1992-03-27 |
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