JPH0618333Y2 - 共振型光偏向器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、例えばレーザプリンタ等の光走査装置に用い
て好適な共振型の光偏向器に関するものである。

〈従来の技術〉 この種の光偏向器に用いる光偏向素子の従来例を第２図
に示す。第２図において、１はフレーム、２は可動部で
ある。可動部２は細く形成したばね部３を介して、フレ
ーム１に支持されている。可動部２には反射鏡４とコイ
ルパターン５とが形成されている。フレーム１、可動部
２及びばね部３は、例えば厚さが５×１０^−５〜５×１
０^−４ｍ程度の水晶基板で構成されたもので、これらの
形状、及び可動部２の反射鏡４とコイルパターン５の作
成は、ホトリソグラフィ（写真食刻）とエッチングの技
術とを利用して行われる。なお、図に示すフレーム１は
必ずしも必要としない。

このように構成した光偏向素子は、コイルパターン５を
図示する矢印方向（基板の平面方向と同一方向）の磁界
中に配置し、コイルパターン５に交流電流ｉを流すこと
によって、可動部２をこの交流電流ｉの周波数に共振さ
せることにより、ばね部３を軸として矢印イ方向に変位
させ、反射鏡４に入射する光ビームを角度θで偏向させ
るようにしたものである。

ここで、この種の光偏向素子においては偏向角θを一定
にする必要がある。この場合、第２図の光偏向素子にお
いて偏向角θを一定にするために、コイル５に流す駆動
電流ｉを一定にするようにしているが、駆動電流ｉを一
定にしても共振型の光偏向素子のＱ値の変動或いは外乱
等により、偏向角θが必ずしも一定とならない。

また、偏向角θを検出して、そのθが一定となるように
制御することも行われている。第３図はその構成を示し
たもので、１０は第２図に示す光偏向素子、２はその可
動部、２０は可動部２の偏向角θの範囲において、光偏
向素子１０の外部に設けたフォトダイオードのような光
検出素子を示すものである。この構成においては、光検
出素子２０を光が横切る時間を検出し、この時間データ
を基にして偏向角θを知るようにし、これによりθが一
定になるように制御するようにしたものである。

しかし、この方法では光検出素子２０が外付けとなり、
光偏向器ユニット内に収まらず、光偏向器ユニットが複
雑で大型になる。

〈考案が解決しようとする問題点〉 この考案は上記従来技術の問題点を解決するために成さ
れたもので、構成が簡単で、小型、安価、さらに特性の
揃った安定な共振型の光偏向器を得ることを目的とする
ものである。

〈問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決するための本考案は、共振型の光偏向
器において、コイルの逆起電力を一定値に制御するよう
に構成したことを特徴とするものである。

〈実施例〉 以下、本考案を図面に基ずいて説明する。

第１図は本考案に係わる光偏向器の一実施例の接続図で
ある。第１図において、１０ｐは光偏向素子で、この光
偏向素子の構成は第２図と全く同一であるので、ここで
はその構成及びその説明は省略する。第１図において
は、第２図に示す光偏向素子１０をコイル５で代表して
示してある。３０は光偏向素子１０の自励振用アンプ
で、その入出力端子間に光偏向素子１０のコイル５が接
続されている。４０はアンプで、その入力端子にコイル
５の両端が接続されている。５０は比較器、５１は基準
電源を示すものである。アンプ４０の出力電圧をＶｓと
し、また、基準電源５１の出力電圧をＶｒｅｆとする
と、ＶｓとＶｒｅｆは互いに逆換性の関係で比較器５０
に加えられている。比較器５０の出力端子はアンプ３０
のゲイン制御端子３１に接続されている。

このような構成の光偏向器において、その動作を説明す
ると次の如くなる。アンプ３０により光偏向素子１０の
コイル５には駆動電流ｉが供給される。コイル５の２端
子間電圧はアンプ４０によって検出され、アンプ４０は
電圧Ｖｓを出力する。この電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｒｅｆ
とが比較器５０によって比較され、例えばＶｓがＶｒｅ
ｆより大きい場合、比較器５０はアンプ３０のゲインを
下げるような信号をゲイン制御端子３１に送出し、その
結果、アンプ３０が出力する駆動電流ｉが減じられる。
逆にＶｓがＶｒｅｆより小さいとアンプ３０のゲインを
上げ、駆動電流ｉを増大させる。このようにしてアンプ
４０の出力電圧Ｖｓは基準電圧Ｖｒｅｆに固定され、Ｖ
ｓが一定に保たれる。この場合、第２図で説明したよう
に、上記の光偏向素子１０は、磁界中でコイル５が動く
ため、このコイルを変位させると、コイル５には逆起電
力（Ｖｒｅｖ）が発生する。この逆起電力（Ｖｒｅｖ）
は、次式により表すことができる。

Ｖｒｅｖ＝Ｃ・Ｂ・２π・・θ…（１） なお、 Ｂ；磁界の強さ Ｃ；コイル５の形状で決まる定数 ；光偏向素子１０の共振周波数 とする。

一方、光偏向素子１０のコイル５の２端子間電圧（Ｖ
ｓ）は、次式で表すことができる。

Ｖｓ＝ＩＲ＋Ｖｒｅｖ …（２） なお、 Ｉ；駆動電流 Ｒ；コイル５の抵抗 とする。

ここで、通常コイル５の抵抗Ｒは極めて小さいので、
（２）式は次式のようになる。

Ｖｓ＝Ｖｒｅｖ …（３） 故に、（１）、（３）式から、 Ｖｓ＝Ｃ・Ｂ・２π・・θ …（４） となる。

共振型の光偏向器は、共振周波数（）で光の走査を行
うが、共振周波数（）は光偏向角θに比べると、はる
かに安定であるため、 ＝ｃｏｎｓｔ と考えてよい。

従って、光偏向素子の２端子間電圧（Ｖｓ）を検出し、
前記のように、 Ｖｓ＝ｃｏｎｓｔ（＝Ｖｒｅｆ） に制御することにより、光偏向角θを一定に保つことが
できる。

〈考案の効果〉 以上、実施例とともに具体的に説明したように、本考案
によれば、光偏向角の検出を光偏向素子の２端子間電圧
で行うため、外付けのフォトダイオード等の光偏向角の
検出機構が要らなくなり、構成が簡単で、小型、安価、
さらに光偏向角の安定な共振型の光偏向器を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の光偏向器の一実施例を示す接続図、第
２図は本考案に用いる光偏向素子の一例を示す構成図、
第３図は光偏向角を制御するための従来例を示す図であ
る。 １……フレーム、２……可動部、３……ばね部、４……
反射鏡、５……コイルパターン、１０……光偏向素子、
２０……光検出素子、３０、４０……アンプ、３１……
ゲイン制御端子、５０……比較器、５１……基準電源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁基板にコイルパターン及び反射鏡を形
   成してなる可動部をばね部を介して片持ち梁として支持
   し、このコイルパターンに流す電流によって前記可動部
   に形成した反射鏡を変位させるようにした共振型の光偏
   向器において、前記コイルの逆起電力を一定に制御する
   ように構成したことを特徴とする共振型光偏向器。