JPH0437813A - Displacement expanding device - Google Patents

Displacement expanding device

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Publication number
JPH0437813A
JPH0437813A JP14591190A JP14591190A JPH0437813A JP H0437813 A JPH0437813 A JP H0437813A JP 14591190 A JP14591190 A JP 14591190A JP 14591190 A JP14591190 A JP 14591190A JP H0437813 A JPH0437813 A JP H0437813A
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JP
Japan
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displacement
actuator
force
electromagnetic actuator
frequency response
Prior art date
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Application number
JP14591190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Oikawa
及川 智博
Michio Doke
教夫 道家
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0437813A publication Critical patent/JPH0437813A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a displacement expanding device improving frequency response by linearly arraying plural block parts having rectangular shapes, and forming force applying parts for receiving deformation on both the end parts of the array in the longitudinal direction. CONSTITUTION:A fixing member 21 is fixed to the force application part C2 on one side of a displacement expanding mechanism and a lamination type piezo-electric actuator 20 is arranged between the other side force application part and the fixing member 21 to constitute the displacement expanding device. In order to improve errors in adhesion, size, etc., and the size of an oscillation system, the actuator 20 is arranged only on one side. Since frequency response is deteriorated due to the shifted arrangement of the actuator 20, a capacitor 23 is connected in series between the actuator 20 and a driving power supply 22 in order to improve the response. Consequently, an effect similar to the serial connection of two piezo-electric actuators can be obtained, the influence of disturbance can be suppressed and the single oscillation of a cylinder lens 2A with high frequency response can be attained at the prescribed frequency.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁アクチュエーターを駆動源として用い、こ
の電磁アクチュエーターの微小な変位を拡大する変位拡
大装置に関し、特に、レーザプリンタ等の光走査装置に
おける像面湾曲補正機構等に応用するのに最適な変位拡
大装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a displacement magnifying device that uses an electromagnetic actuator as a drive source and magnifies minute displacement of the electromagnetic actuator, and is particularly applicable to optical scanning devices such as laser printers. The present invention relates to a displacement magnifying device that is most suitable for application to field curvature correction mechanisms, etc.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

圧電素子、電歪素子、磁歪素子等の電磁アクチュエータ
ーは応答が正確で且つ高速の駆動が可能であり種々の分
野に変位手段として使用されている。
Electromagnetic actuators such as piezoelectric elements, electrostrictive elements, and magnetostrictive elements have accurate responses and can be driven at high speed, and are used as displacement means in various fields.

しかし、これらの電磁アクチュエーターは変位量が小さ
いので、使用目的によっては電磁アクチュエーターの変
位量を拡大して変位する変位拡大装置が必要となる。
However, since these electromagnetic actuators have a small amount of displacement, depending on the purpose of use, a displacement magnifying device that magnifies the amount of displacement of the electromagnetic actuator is required.

例えば、光走査装置において被走査面上における光スポ
ツト径の変動の原因となる結像光学系の像面湾曲を除去
するために、光源である半道体し−ザーや結像レンズ等
を光走査に同期して変位することが知られているし、最
近では光源と光偏向装置の間にあるシリンダーレンズを
光軸方向へ変位させて像面湾曲の除去・軽減を行うこと
が提案されている。
For example, in an optical scanning device, in order to eliminate field curvature of the imaging optical system, which causes variations in the diameter of the light spot on the scanned surface, the light source such as a semicircular laser or an imaging lens is It is known that the cylinder lens is displaced in synchronization with scanning, and recently it has been proposed to remove or reduce field curvature by displacing the cylinder lens between the light source and the optical deflection device in the optical axis direction. There is.

このような像面湾曲の補正に必要なシリンダーレンズ等
の変位量は通常数100μmであるが、電磁アクチュエ
ーターの変位量は通常数10μm程度であり、数倍ない
し数10倍の変位拡大が必要となる。
The amount of displacement of a cylinder lens, etc. required to correct such field curvature is usually several hundred μm, but the amount of displacement of an electromagnetic actuator is usually about several tens of μm, so it is necessary to expand the displacement by several to several tens of times. Become.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

電磁アクチュエーターの変位量を拡大する変位拡大装置
としては種々のものが知られ、また提案されているが、
何れも構成の複雑なものが多く実用的でない。また、従
来の種々の変位拡大装置は周波数応答性も悪く、前述の
像面湾曲の補正時における数kHzの駆動周波数では追
従性が悪く問題となる。
Various displacement magnifying devices are known and proposed to magnify the amount of displacement of an electromagnetic actuator.
All of them have complicated configurations and are not practical. Further, various conventional displacement magnifying devices have poor frequency response, and poor followability at a drive frequency of several kHz when correcting the curvature of field, which is mentioned above, poses a problem.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、比較
的簡単な構成で変位の拡大が可能な新規な変位拡大装置
の提供を目的とする。また、駆動源として用いられる電
磁アクチュエーターの周波数応答性を改善し、周波数応
答性が向上された変位拡大装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel displacement amplifying device capable of enlarging displacement with a relatively simple configuration. Another object of the present invention is to improve the frequency response of an electromagnetic actuator used as a drive source, and to provide a displacement amplifying device with improved frequency response.

〔課題を解決するための手段及び作用〕以下、本発明に
よる変位拡大装置の構成、動作について説明する。
[Means and operations for solving the problems] The configuration and operation of the displacement amplifying device according to the present invention will be explained below.

本発明による変位拡大装置は、「電磁アクチュエーター
を駆動源として用い、この電磁アクチュエーターの微小
な変位を拡大する装置」であり、発明の主要部は、新規
な構造の変位拡大機構の提供と、駆動源として用いる電
磁アクチュエーターの周波数応答性を改善し変位拡大装
置の周波数応答性を向上することにある。
The displacement magnifying device according to the present invention is "a device that uses an electromagnetic actuator as a drive source and magnifies minute displacement of this electromagnetic actuator", and the main parts of the invention are to provide a displacement magnifying mechanism with a novel structure and to drive The purpose of this invention is to improve the frequency response of an electromagnetic actuator used as a source, and to improve the frequency response of a displacement magnifying device.

この変位拡大装置の変位拡大機構は、「矩形形状を有す
る複数のブロック部」が直線状に配されるとともに、ブ
ロック部配列の長手方向両端部に変形力を受けるための
「力作用部」を有する。
The displacement magnifying mechanism of this displacement magnifying device includes a plurality of rectangular block portions arranged in a straight line, and a “force acting portion” for receiving deformation force at both ends of the block array in the longitudinal direction. have

各ブロック部間及びブロック部と力作用部との間は「応
力集中部」により連結されて、全体が一体的に形成され
る。
The block parts and the block part and the force acting part are connected by a "stress concentration part", and the whole is integrally formed.

各応力集中部の配置は「両端部の力作用部に上記電磁ア
クチュエータによって互いに逆向きの1対の変形力を長
手方向へ作用させたとき、応力集中部の変形により全体
が弓なりに変形するように」定められる。
The arrangement of each stress concentration section is such that when a pair of deformation forces in opposite directions are applied in the longitudinal direction to the force application section at both ends by the electromagnetic actuator, the entire body deforms into an arched shape due to the deformation of the stress concentration section. ``to'' be determined.

そして、変形力の作用による両端部の変位が、上記弓な
りの変形の振幅として並進運動に変換され変位が拡大さ
れる。
Then, the displacement of both ends due to the action of the deforming force is converted into a translational motion as the amplitude of the arched deformation, and the displacement is expanded.

ここで、第1図(A)は本発明の変位拡大装置の変位拡
大機構の一例を示している。
Here, FIG. 1(A) shows an example of the displacement magnification mechanism of the displacement magnification device of the present invention.

この例では、変位拡大機構は3つのブロック部81〜B
3と力作用部C1,C2と応力集中部D1〜D4とを有
する。
In this example, the displacement magnification mechanism includes three block parts 81 to B.
3, force acting parts C1 and C2, and stress concentration parts D1 to D4.

ブロック部81〜B3は矩形形状で直線状に配列され、
さらにその配列の長手方向両端部に力作用部C1とC2
とが配備されている。
The block parts 81 to B3 are rectangular and linearly arranged,
Furthermore, force acting portions C1 and C2 are provided at both ends of the array in the longitudinal direction.
are in place.

これらブロック部81〜B3と力作用部CI、C2相互
の間は応力集中部D1〜D4により連結されている。
These block portions 81 to B3 and force acting portions CI and C2 are connected to each other by stress concentration portions D1 to D4.

これらブロック部81〜B3、力作用部C1,C2、応
力集中部D1〜D4は全体が単一の材料で一体的に構成
されている。変位の拡大は以下に説明するように応力集
中部の変形により行われるので、変位拡大機構の構成材
料としては変位拡大に必要な応力集中部の変形が弾性変
形として実現されるような材料が用いられる。
These block portions 81 to B3, force acting portions C1 and C2, and stress concentration portions D1 to D4 are all integrally constructed of a single material. Displacement expansion is achieved by deforming the stress concentration area as explained below, so the material for the displacement expansion mechanism should be such that the deformation of the stress concentration area necessary for displacement expansion is realized as elastic deformation. It will be done.

応力集中部DI、D4とC2,C3とはブロック部の幅
方向即ち第1図(A)の上下方向で形成位置が異なって
いる。このため、変位拡大機構の長手方向において互い
に逆向きの力を力作用部CI、 C2に作用させるとブ
ロック部B1と83には、互いに逆向きの偶力が作用す
ることになる。
The stress concentration portions DI, D4 and C2, C3 are formed at different positions in the width direction of the block portion, that is, in the vertical direction in FIG. 1(A). Therefore, when forces acting in opposite directions are applied to the force applying portions CI and C2 in the longitudinal direction of the displacement magnification mechanism, a couple of forces acting in opposite directions will act on the block portions B1 and 83.

例えば上記逆向きの力が引っ張り力であると、第1図(
B)に示すようにブロック部B1は時計回り、ブロック
部B3は反時計回りに回転し、変位拡大機構の全体は図
のように下向きの弓形に変形する。
For example, if the force in the opposite direction is a tensile force, as shown in Figure 1 (
As shown in B), the block portion B1 rotates clockwise and the block portion B3 rotates counterclockwise, and the entire displacement magnification mechanism deforms into a downward arcuate shape as shown in the figure.

逆に、力作用部CI、 C2に一対の圧縮力を作用する
と、変形は第1図(C)に示すように上向きの弓形にな
る。
Conversely, when a pair of compressive forces is applied to the force applying portions CI and C2, the deformation becomes an upward arcuate shape as shown in FIG. 1(C).

従って、この弓なりの変形を利用して力作用部の変位を
この変位と直交する方向の変位に変換し且つ拡大するこ
とができ、中央のブロック部B2を並進運動することが
できる。
Therefore, by utilizing this arched deformation, the displacement of the force applying portion can be converted into a displacement in a direction perpendicular to this displacement and can be expanded, and the central block portion B2 can be translated.

尚、この第1図の例ではブロック部は3つであるが、こ
れに限らずブロック部は5個でも良いし、7個以上の奇
数個のブロック部を有するように変位拡大機構を構成す
ることもできる。
In the example shown in FIG. 1, there are three block parts, but the number of block parts is not limited to this, and the number of block parts may be five, or the displacement magnification mechanism may be configured to have an odd number of block parts of seven or more. You can also do that.

また、移動物体を中央のブロック位置に直接配置すれば
、ブロックの個数は偶数個に構成することもできる。
Furthermore, if the moving object is placed directly at the central block position, the number of blocks can be configured to be an even number.

さて、上述の変位拡大機構の力作用部に変形力を作用さ
せる手段として電磁アクチュエーターが少なくとも一方
側の力作用部に連結され、変位拡大装置が構成される。
Now, an electromagnetic actuator is connected to at least one side of the force application section as a means for applying a deforming force to the force application section of the displacement amplification mechanism, thereby forming a displacement amplification device.

次に、第1図に示す変位拡大機構の例に即して、変位の
拡大率を説明する。
Next, the displacement magnification rate will be explained based on the example of the displacement magnification mechanism shown in FIG.

上に説明した例において拡大された変位量はブロック部
B1と83の互いに逆向きの回転により生じていること
は明らかである。
It is clear that the increased displacement in the example described above is caused by the rotation of the block parts B1 and 83 in opposite directions.

そこで、第2図(A)に示すようにブロック部B1に就
き、その長さをa、ブロック部幅方向における応力集中
部Di、 02間の距離をbとし、第2図(B)に示す
ようにブロック部B1を、その両端を夫々X、Y軸上に
拘束された棒状体として考える。
Therefore, as shown in Fig. 2(A), the block part B1 is set, its length is a, the stress concentration part Di in the width direction of the block part, and the distance between 02 is b, as shown in Fig. 2(B). The block portion B1 is considered as a rod-shaped body whose both ends are restrained on the X and Y axes, respectively.

ここで、力作用部に力の作用していない状態を符号B1
゜(第1図(A)の状態に対応)とし、圧縮力の作用に
より変位拡大機構が第1図(C)のように上向き弓なり
に変形したときの状態を符号B1□で表し、この変形に
伴うX、Y軸上の変位をu、。
Here, the state where no force is acting on the force acting part is denoted by the symbol B1.
゜ (corresponding to the state in Figure 1 (A)), and the state when the displacement magnification mechanism is deformed in an upward arched manner as shown in Figure 1 (C) due to the action of compressive force is represented by the symbol B1□, and this deformation is The displacement on the X and Y axes due to u.

Uアとする。Let's say Ua.

このとき、明らかに次の関係が成り立つ。At this time, the following relationship clearly holds.

a” + b”=(a  ux’)2+ (b + u
y)2:a”+b2+u、”+u、”−2au、!+2
bu。
a" + b"=(a ux')2+ (b + u
y) 2:a"+b2+u,"+u,"-2au,!+2
bu.

ux、u、がa、bに比して微小量であることを考慮し
、u、、uアの2乗の項を他の項に対して無視すると、
次の関係が得られる。
Considering that ux, u, are minute amounts compared to a, b, and ignoring the square of u, , ua compared to other terms, we get
The following relationship is obtained.

2(au、−bu、)=0 これから変位の拡大率(Euア/u8)は(a/b)と
なることが分かる。
2(au, -bu,)=0 From this, it can be seen that the displacement expansion rate (Eua/u8) is (a/b).

ここで、a=9.0ma+、 b:1.5mmとした場
合の第1図の変位拡大機構の拡大変位量の駆動周波数特
性を有限要素法によりシミュレーションした結果を第2
図(C)に示す。尚、即動源すなわち変位拡大機構の両
端部の力作用部に変位を与える電磁アクチュエーターと
しては積層型圧電アクチュエーターを用いた。この積層
型圧電アクチュエーターの変位量は図に示すように周波
数Oから3000Hzまで略10μm程度で安定してい
る。
Here, the results of simulating the driving frequency characteristics of the enlarged displacement amount of the displacement amplifying mechanism shown in Fig. 1 using the finite element method when a = 9.0 ma + and b: 1.5 mm are shown in Fig. 2.
Shown in Figure (C). Note that a laminated piezoelectric actuator was used as the instant motion source, that is, the electromagnetic actuator that provides displacement to the force application portions at both ends of the displacement magnification mechanism. As shown in the figure, the displacement amount of this laminated piezoelectric actuator is stable at about 10 μm from frequency O to 3000 Hz.

周波数0のときの拡大変位量U、は51.3μmである
。一方、理論的に求めた拡大率(a/b)は、9.0/
1.5=6であり、積層型圧電アクチュエーターの変位
量u、=9.3を用いると、理論上の拡大変位量は55
.8μmとなりシミュレーションの結果と良く一致する
The enlarged displacement amount U when the frequency is 0 is 51.3 μm. On the other hand, the theoretically determined expansion ratio (a/b) is 9.0/
1.5 = 6, and using the displacement u of the laminated piezoelectric actuator = 9.3, the theoretical expansion displacement is 55
.. The thickness is 8 μm, which agrees well with the simulation results.

また、即動周波数3000Hzに対しては、シミュレー
ションによる拡大変位量61μmに対して理論上の値は
60μmで両者は極めて良く一致する。このことは本発
明の変位拡大装置の設計が容易であることを意味してい
る。
Further, for an immediate frequency of 3000 Hz, the theoretical value is 60 μm, compared to the expanded displacement amount of 61 μm in the simulation, and the two agree extremely well. This means that the displacement magnification device of the present invention is easy to design.

ところで、以上述べた変位拡大装置にも欠点がある。す
なわち、第1図に示す構成の変位拡大機構に駆動源とし
て電磁アクチュエーターを取り付けた場合の周波数応答
性等の問題である。特に、変位拡大機構の両側の力作用
部CI、 C2の夫々に電磁アクチュエーターを取り付
けた場合、両側のアクチュエーターの個体差により変位
拡大機構には左右不均一な力が加わり、所定の振動が得
られなくなるという問題が生じる。
By the way, the displacement magnifying device described above also has drawbacks. That is, there are problems such as frequency response when an electromagnetic actuator is attached as a drive source to the displacement magnification mechanism configured as shown in FIG. 1. In particular, when electromagnetic actuators are attached to each of the force application parts CI and C2 on both sides of the displacement magnification mechanism, uneven forces are applied to the displacement magnification mechanism on the left and right sides due to individual differences between the actuators on both sides, making it impossible to obtain the desired vibration. The problem arises that it disappears.

そこで、本発明では、この問題を解消するため、変位拡
大機構の一方側の力作用部に電磁アクチュエーターを取
付け、他方側の力作用部は固定部材に固定し、電磁アク
チュエーターによる作用力と固定部材側からの反作用力
とにより変位拡大装置の両刃作用部に一対の平行力を作
用させ、変位を拡大する。また、このとき、電磁アクチ
ュエーターにコンデンサを直列に接続して、電磁アクチ
ュエーターの周波数応答性を向上する。
Therefore, in the present invention, in order to solve this problem, an electromagnetic actuator is attached to the force acting part on one side of the displacement magnification mechanism, and the force acting part on the other side is fixed to the fixed member, so that the acting force by the electromagnetic actuator and the fixed member are fixed. A pair of parallel forces are applied to the double-edged acting portion of the displacement magnifying device by the reaction force from the side, and the displacement is magnified. Also, at this time, a capacitor is connected in series to the electromagnetic actuator to improve the frequency response of the electromagnetic actuator.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、具体的な実施例について一詳細に説明する。 Hereinafter, specific examples will be described in detail.

尚、第4図に示すような公知の光走査装置における像面
湾曲の補正に本発明の変位拡大装置を利用する場合の実
施例について説明する。
An embodiment in which the displacement magnifying device of the present invention is used to correct field curvature in a known optical scanning device as shown in FIG. 4 will be described.

第4図において、半導体レーザーLDとコリメートレン
ズCLにより構成される光源装置1からの平行な光束は
アパーチュア8でビーム形状を整形された後、副走査対
応方向(図面に直交する方向)にのみパワーを持つシリ
ンダーレンズ2Aにより回転多面鏡3の偏向反射面4の
近傍に主走査対応方向に長い線像として結像する。偏向
反射面4により反射された光束は回転多面鏡3の回転に
より偏向され、レンズ5,6により構成されるfθレン
ズに入射し同fθレンズの作用により被走査面7上に光
スポットとして結像して被走査面7を光走査する。
In FIG. 4, a parallel light beam from a light source device 1 consisting of a semiconductor laser LD and a collimating lens CL is shaped into a beam shape by an aperture 8, and then is powered only in the sub-scanning direction (direction perpendicular to the drawing). The cylinder lens 2A forms an image in the vicinity of the deflection reflection surface 4 of the rotating polygon mirror 3 as a long line image in the main scanning direction. The light beam reflected by the deflection reflecting surface 4 is deflected by the rotation of the rotating polygon mirror 3, enters an fθ lens constituted by lenses 5 and 6, and is imaged as a light spot on the scanned surface 7 by the action of the fθ lens. The surface to be scanned 7 is then optically scanned.

fθレンズは主走査方向の像面湾曲を極めて良好に補正
されているが、副走査方向には第5図(A)に示すよう
な像面湾曲を有する。
The fθ lens has field curvature in the main scanning direction that is very well corrected, but has field curvature in the sub-scanning direction as shown in FIG. 5(A).

このときシリンダーレンズ2人を、第5図(B)に示す
ような正弦曲線に従って変位させると副走査方向の像面
湾曲を第5図(C)のように軽減できる。
At this time, by displacing the two cylinder lenses according to a sine curve as shown in FIG. 5(B), the curvature of field in the sub-scanning direction can be reduced as shown in FIG. 5(C).

尚、第5図(B)でβはfθレンズの副走査方向の結像
倍率である。
In FIG. 5(B), β is the imaging magnification of the fθ lens in the sub-scanning direction.

第5図(B)の正弦曲線は、偏向光束の偏向角をθとし
て、 0.132:’cos(θ十0.5033)o+mと表
すことができ、その周波数は光走査速度から2.8kH
zとなる。
The sine curve in Fig. 5(B) can be expressed as 0.132:'cos (θ + 0.5033) o + m, where the deflection angle of the deflected light beam is θ, and its frequency is 2.8 kHz from the optical scanning speed.
It becomes z.

従って、シリンダーレンズ2Aに周波数2.8kHzで
振幅264μmの単振動を行わせれば、副走査方向の像
面湾曲を第5図(C)のように改良できる。
Therefore, by making the cylinder lens 2A perform a simple harmonic motion with a frequency of 2.8 kHz and an amplitude of 264 μm, the curvature of field in the sub-scanning direction can be improved as shown in FIG. 5(C).

この単振動を実現するために、第3図に示す構成の変位
拡大装置を使用した。
In order to realize this simple harmonic motion, a displacement magnification device having the configuration shown in FIG. 3 was used.

第3図において、符号10は第1図及び第2図に即して
説明した変位拡大機構を示す。尚、拡大倍率は6倍であ
る。
In FIG. 3, reference numeral 10 indicates the displacement magnification mechanism described in conjunction with FIGS. 1 and 2. Note that the magnification is 6 times.

図中符号13.15は変位拡大機構10の力作用部と固
定部材17との間に装着された電磁アクチュエーターを
夫々示しており、この電磁アクチュエーター13.15
は何れも先に説明した変位量略10μmの積層型圧電ア
クチュエーターを2つずつ直列に組み合わせて変位量4
0μmを実現したものである。
Reference numerals 13.15 in the figure indicate electromagnetic actuators installed between the force acting part of the displacement magnifying mechanism 10 and the fixing member 17, and the electromagnetic actuators 13.15
In both cases, two laminated piezoelectric actuators with a displacement of approximately 10 μm, which were explained earlier, are combined in series to achieve a displacement of 4.
This achieved 0 μm.

尚、像面湾曲補正用のシリンダーレンズ2Aは変位拡大
装置1110の中央のブロック部に固定した。
Incidentally, the cylinder lens 2A for field curvature correction was fixed to the central block portion of the displacement magnifying device 1110.

さて、第3図に示す構成の変位拡大装置においては、積
層型圧電アクチュエーター13.15を光走査に同期し
て2.8kHzの周波数で能動して、シリンダーレンズ
2Aを光軸方向へ振輻略240μmで単振動させること
ができ、第5図(C)に近い副走査方向の像面湾曲補正
を実現できる。
Now, in the displacement magnifying device having the configuration shown in FIG. 3, the laminated piezoelectric actuator 13.15 is activated at a frequency of 2.8 kHz in synchronization with optical scanning to vibrate the cylinder lens 2A in the optical axis direction. It is possible to perform simple vibration at 240 μm, and it is possible to realize field curvature correction in the sub-scanning direction similar to that shown in FIG. 5(C).

ところで、第3図に示す構成の変位拡大装置の欠点は、
圧電アクチュエーターを変位拡大機構の両刃作用部に接
着により固定するため、接着時の位置精度が振動に大き
な影響を与えるということである。
By the way, the disadvantages of the displacement magnifying device having the configuration shown in FIG. 3 are as follows.
Since the piezoelectric actuator is fixed to the double-edged action part of the displacement magnification mechanism by adhesive, the positional accuracy at the time of adhesive has a large effect on vibration.

また、圧電アクチュエーター及び変位拡大機構の寸法精
度、さらに、変位拡大機構の両側から圧電アクチュエー
ターにより力を加えているので、両側のアクチュエータ
ー間の個体差により、変位拡大機構には左右不均一な力
が加わり、所定の振動が得られないことが多いという問
題もある。
In addition, due to the dimensional accuracy of the piezoelectric actuator and the displacement magnification mechanism, and because force is applied by the piezoelectric actuator from both sides of the displacement magnification mechanism, uneven forces may be applied to the displacement magnification mechanism on the left and right sides due to individual differences between the actuators on both sides. In addition, there is the problem that a predetermined vibration is often not obtained.

また、両側に圧電アクチュエーターを設けているので、
振動系が大きくなり、周波数応答性に対しては安定性の
点で改良の余地がある。
In addition, piezoelectric actuators are installed on both sides, so
The vibration system becomes larger, and there is room for improvement in terms of stability in terms of frequency response.

本発明はこのような点に注目し、種々の外乱によっても
比較的安定な振動が得られる変位拡大装置を提供するも
のである。
The present invention focuses on these points and provides a displacement amplifying device that can obtain relatively stable vibrations even when subjected to various disturbances.

ここで、本発明による変位拡大装置の実施例を第6図に
示す。
Here, an embodiment of the displacement magnifying device according to the present invention is shown in FIG.

第6図において、符号10は第1図に示したものと同様
の変位拡大機構であり、この変位拡大機構の一方側の力
作用部C2は固定部材21に固定され、他方側の力作用
部C1と固定部材21との間に積層型圧電アクチュエー
ター20が装着され、変位拡大装置が構成される。
In FIG. 6, reference numeral 10 denotes a displacement magnification mechanism similar to that shown in FIG. A laminated piezoelectric actuator 20 is installed between C1 and the fixing member 21 to configure a displacement amplifying device.

第6図に示す構成の本発明の変位拡大装=においては、
前述の接着、寸法等における誤差、振動系の大きさを改
良するために、変位拡大機構10の片側のみに圧電アク
チュエーター20を配置している。
In the displacement magnifying device of the present invention having the configuration shown in FIG.
The piezoelectric actuator 20 is disposed only on one side of the displacement amplifying mechanism 10 in order to improve the above-mentioned errors in adhesion, dimensions, etc., and the size of the vibration system.

この方式で問題となるのは、圧電アクチュエーター20
を1つ単独で用いるため、圧電アクチュエーター20の
周波数応答性が悪いという問題である。
The problem with this method is the piezoelectric actuator 20.
Since only one is used, the problem is that the frequency response of the piezoelectric actuator 20 is poor.

先の第3図に示す方式では、図示していないが、電磁ア
クチュエーター13.15を夫々構成する2つの圧電ア
クチュエーターは直列に接続されている。
In the method shown in FIG. 3, although not shown, two piezoelectric actuators constituting each electromagnetic actuator 13, 15 are connected in series.

この場合、圧電アクチュエーターの容量性負荷により、
個々の圧電アクチュエーターは、その周波数特性が向上
する。
In this case, due to the capacitive load of the piezoelectric actuator,
Individual piezoelectric actuators have improved frequency characteristics.

これに対して、第6図に示す方式では、前述のように、
外乱の影響を少なくするために圧電アクチュエーターを
単独で用いるので、周波数応答性を向上させるために、
圧電アクチュエーター20と駆動電源22との間にコン
デンサー23を直列に接続している。
On the other hand, in the method shown in FIG. 6, as mentioned above,
Since a piezoelectric actuator is used alone to reduce the influence of disturbances, to improve frequency response,
A capacitor 23 is connected in series between the piezoelectric actuator 20 and the drive power source 22.

このようにすることにより、第3図に示した構成の圧電
アクチュエーターを2つ直列に接続する場合と同様の効
果が得られ、外乱の影響を最小限に抑えることができ、
副走査方向の像面湾曲補正用シリンダーレンズ2Aを光
軸r方向に所定の周波数で振動させることができる。
By doing this, the same effect as when two piezoelectric actuators having the configuration shown in Fig. 3 are connected in series can be obtained, and the influence of disturbance can be minimized.
The cylinder lens 2A for correcting field curvature in the sub-scanning direction can be vibrated at a predetermined frequency in the direction of the optical axis r.

以上のように、第6図に示す構成の本発明による変位拡
大装置を用いれば、所定の周波数で周波数応答性良くシ
リンダーレンズを単振動することができ、第4図に示す
ような光走査装置における副走査方向の像面湾曲補正を
有効に行うことができる。
As described above, by using the displacement magnification device according to the present invention having the configuration shown in FIG. 6, it is possible to cause the cylinder lens to undergo simple harmonic vibration at a predetermined frequency with good frequency response, and the optical scanning device as shown in FIG. Field curvature correction in the sub-scanning direction can be effectively performed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上1本発明によれば新規な構成及び駆動方法の変位拡
大装置が提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a displacement magnification device with a novel configuration and drive method.

また、本発明によれば、暉動源として用いられる電磁ア
クチュエーターの周波数応答性を改善し、周波数応答性
が向上された変位拡大装置を提供することができる。
Further, according to the present invention, it is possible to improve the frequency response of an electromagnetic actuator used as a perturbation source, and to provide a displacement amplifying device with improved frequency response.

この装置は前述の如く構成が極めて簡単であるから低コ
ストで製造でき、しかも設計上の拡大倍率を周波数特性
良く実現できるため、光走査装置における副走査方向の
像面湾曲補正用アクチュエーター等に用いるのに実用的
である。
As mentioned above, this device has an extremely simple configuration, so it can be manufactured at low cost, and it can achieve the designed magnification with good frequency characteristics, so it is used as an actuator for correcting field curvature in the sub-scanning direction in optical scanning devices. It's practical though.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は本発明の変位拡大装置の変位拡大機
構部を具体的−例に即して説明するための図、第3図乃
至第6図は本発明の変位拡大装置の実施例を説明するた
めの図である。 10・・・・変位拡大機構、13.15.20・・・・
電磁アクチュエーター、 17.21・・・・固定部材
、22・・・・駆動電源、23・・・・コンデンサー、
Bl、、B2. B3・・・・ブロック部、C1,C2
・・・・力作用部、DI、C2,C3,C4・・・・応
力集中部。 (C)
1 and 2 are diagrams for explaining the displacement amplifying mechanism section of the displacement amplifying device of the present invention based on a concrete example, and FIGS. 3 to 6 are diagrams for implementing the displacement amplifying device of the present invention. FIG. 3 is a diagram for explaining an example. 10... Displacement magnification mechanism, 13.15.20...
Electromagnetic actuator, 17.21...Fixing member, 22...Drive power source, 23...Capacitor,
Bl,,B2. B3...Block part, C1, C2
...Force acting part, DI, C2, C3, C4... Stress concentration part. (C)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 電磁アクチュエーターを駆動源として用い、この電磁ア
クチュエーターの微小な変位を拡大する装置であって、 矩形形状を有する複数のブロック部が直線状に配される
とともに、ブロック部配列の長手方向両端部に変形力を
受けるための力作用部を有し、各ブロック部間及びブロ
ック部と力作用部との間が応力集中部により連結されて
、全体が一体的に形成され、上記電磁アクチュエーター
によって力作用部に互いに逆向きの一対の変形力を長手
方向へ作用させたとき、応力集中部の変形により全体が
弓なりに変形するように、各応力集中部の位置が定めら
れ、変形力の作用による両端部の変位を、上記弓なりの
変形の振幅として拡大するように構成された変位拡大機
構を有すると共に、 上記電磁アクチュエーターにコンデンサを直列に接続し
たことを特徴とする変位拡大装置。
[Claims] A device that uses an electromagnetic actuator as a drive source and magnifies minute displacement of the electromagnetic actuator, comprising: a plurality of rectangular block portions arranged in a straight line; It has a force acting part for receiving deformation force at both ends in the longitudinal direction, and each block part and the block part and the force acting part are connected by a stress concentration part, and the whole is integrally formed. When an electromagnetic actuator applies a pair of deforming forces in opposite directions to the force application part in the longitudinal direction, the position of each stress concentration part is determined so that the whole deforms in a bow due to the deformation of the stress concentration part, and the deformation occurs. A displacement magnification device comprising a displacement magnification mechanism configured to magnify the displacement of both ends due to the action of force as the amplitude of the bowed deformation, and a capacitor connected in series to the electromagnetic actuator.
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