JPH09243942A - Optical scanner - Google Patents
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- JPH09243942A JPH09243942A JP4613796A JP4613796A JPH09243942A JP H09243942 A JPH09243942 A JP H09243942A JP 4613796 A JP4613796 A JP 4613796A JP 4613796 A JP4613796 A JP 4613796A JP H09243942 A JPH09243942 A JP H09243942A
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- magnet
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- optical scanning
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザープリン
タ、バーコードリーダー、レーザースキャンマイクロメ
ーター等の事務機器、計測機に使用される光走査装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device used in office equipment such as laser printers, bar code readers, laser scanning micrometers, and measuring instruments.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、磁石付きミラーと交流磁場を発生
させるためのコイルを備えた光走査装置としては、例え
ば図4に示す構成を有するものが知られている。超弾性
合金等からなる弾性線状部材55が適当な張力で引っ張
られた状態でハウジング51に固定治具52によって固
定されている。弾性線状部材55のほぼ中央に、磁石の
少なくとも片面に鏡面加工された磁石付きミラー3が、
図示しない接着剤で固定されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical scanning device having a mirror with a magnet and a coil for generating an alternating magnetic field, one having a structure shown in FIG. 4, for example, is known. An elastic linear member 55 made of a superelastic alloy or the like is fixed to the housing 51 by a fixing jig 52 while being pulled by an appropriate tension. At approximately the center of the elastic linear member 55, the mirror 3 with a magnet, which is mirror-finished on at least one surface of the magnet,
It is fixed with an adhesive (not shown).
【0003】一方、コア6にはコイル7が巻き付けられ
ている。コイル7は、コア6に設けられたネジ孔8及
び、ハウジング51に設けられた孔54を通して図示し
ないネジによってハウジング51に固定されている。そ
して、パルス電流発生器9より所定の電流をコイルに流
すと交番磁界が発生し、磁石付きミラー3が振動する。
光源11より発射されたレーザー光10は磁石付きミラ
ー3によって反射され、磁石付きミラー3が共振するこ
とにより被走査面12に走査されるのである。On the other hand, a coil 7 is wound around the core 6. The coil 7 is fixed to the housing 51 with a screw (not shown) through a screw hole 8 provided in the core 6 and a hole 54 provided in the housing 51. Then, when a predetermined current is passed through the coil from the pulse current generator 9, an alternating magnetic field is generated and the magnet-equipped mirror 3 vibrates.
The laser light 10 emitted from the light source 11 is reflected by the mirror 3 with a magnet, and the surface 3 to be scanned is scanned when the mirror 3 with a magnet resonates.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光走査装置は、駆動中に弾性線状部材55とハウジング
51との固定部付近における断線がたびたび発生し、装
置の耐久性を著しく低下させる原因となっていた。However, in the conventional optical scanning device, disconnection frequently occurs near the fixing portion between the elastic linear member 55 and the housing 51 during driving, which causes the durability of the device to be remarkably reduced. It was.
【0005】本発明の光走査装置は上述した問題点を解
決するためになされたものであり、駆動時における弾性
線状部材両端部に発生する応力集中を緩和し、弾性線状
部材の断線を低減し、極めて耐久性に優れた光走査装置
を提供することを目的としている。The optical scanning device of the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and alleviates the stress concentration generated at both ends of the elastic linear member during driving, and breaks the elastic linear member. It is an object of the present invention to provide an optical scanning device that is reduced in number and has extremely excellent durability.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項1に記載の光走査装置は、レーザー光線を出射
する光源と、ハウジングに弾性線状部材によって揺動可
能に支持され、そのレーザー光線を反射させるための磁
石付きミラーと、その磁石付きミラーを振動させるため
に交番磁界を発生するコイルとからなるものを対象とし
て、特に、前記弾性線状部材は、無端状に形成され、前
記ハウジングは、前記弾性線状部材を少なくとも2箇所
において曲面状に張架支持する支持部材を備え、前記支
持部材により張架支持された前記弾性線状部材の直線部
分に前記磁石付きミラーを揺動可能に支持する。従っ
て、コイルに交番電流を流すとコイル周辺には交番電流
に応じた交番磁界が発生する。この交番磁界は、弾性線
状部材に固定された磁石付きミラーにトルクを与えるた
め、弾性線状部材にはねじり応力が発生する。このた
め、弾性線状部材は交番磁界によりトルクを、ねじりに
より復元力を受けるので、磁石付きミラーを周期的な交
番電流によって振動させることができる。特に、弾性線
状部材及び磁石付きミラーからなる振動系の機械的固有
振動数と前記交番電流の周波数が一致した場合は共振が
起こり、振幅を最大にでき、入射するレーザー光の走査
角度を大きくすることができる。さらに、無端状に形成
した弾性線状部材は支持部材の形成する曲面に沿って支
持されるため、駆動時における弾性線状部材両端部に発
生する応力集中が緩和され、その結果、弾性線状部材の
断線が低減され、極めて耐久性に優れた光走査装置を提
供することができる。In order to achieve this object, an optical scanning device according to a first aspect of the present invention includes a light source for emitting a laser beam and an elastic linear member swingably supported by a housing. Targeting a mirror with a magnet for reflecting light and a coil for generating an alternating magnetic field for vibrating the mirror with magnet, in particular, the elastic linear member is formed in an endless shape, and the housing Includes a supporting member that stretches and supports the elastic linear member in a curved shape at least at two locations, and the magnet-equipped mirror can be swung on a linear portion of the elastic linear member that is stretched and supported by the supporting member. To support. Therefore, when an alternating current is passed through the coil, an alternating magnetic field corresponding to the alternating current is generated around the coil. Since this alternating magnetic field gives a torque to the magnet-equipped mirror fixed to the elastic linear member, torsion stress is generated in the elastic linear member. Therefore, the elastic linear member receives a torque due to the alternating magnetic field and a restoring force due to the torsion, so that the mirror with magnet can be vibrated by the periodic alternating current. In particular, when the mechanical natural frequency of the vibration system consisting of the elastic linear member and the magnet-attached mirror and the frequency of the alternating current match, resonance occurs, the amplitude can be maximized, and the scanning angle of the incident laser beam can be increased. can do. Further, since the elastic linear member formed endlessly is supported along the curved surface formed by the support member, stress concentration generated at both ends of the elastic linear member during driving is relaxed, and as a result, the elastic linear member is It is possible to provide an optical scanning device in which breakage of members is reduced and which has extremely excellent durability.
【0007】また、請求項2に記載の光走査装置は、前
記支持部材が、表面が曲面状の支持棒により構成され
る。従って、前記支持部材を簡易且つ安価に構成するこ
とができる。Further, in the optical scanning device according to a second aspect, the supporting member is composed of a supporting rod having a curved surface. Therefore, the support member can be configured easily and inexpensively.
【0008】また、請求項3に記載の光走査装置は、前
記支持棒が、前記弾性線状部材が係合する部分におい
て、底面部が曲面状に形成された溝を有する。従って、
前記弾性線状部材の前記支持棒の軸方向におけるズレの
発生を防止し、確実に支持することができる。Further, in the optical scanning device according to a third aspect of the present invention, the support bar has a groove having a curved bottom surface at a portion where the elastic linear member engages. Therefore,
It is possible to prevent the elastic linear member from being displaced in the axial direction of the support rod and reliably support the elastic linear member.
【0009】また、請求項4に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、Ti−Ni系超弾性合金ワイヤによ
り構成される。従って、疲労限が高く、極めて長寿命の
光走査装置を提供することができる。Further, in the optical scanning device according to the fourth aspect, the elastic linear member is composed of a Ti—Ni-based superelastic alloy wire. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device having a high fatigue limit and an extremely long life.
【0010】また、請求項5に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、Cu−Zn系超弾性合金ワイヤによ
り構成される。従って、疲労限が高く、極めて長寿命の
光走査装置を提供することができる。Further, in the optical scanning device according to a fifth aspect, the elastic linear member is composed of a Cu—Zn superelastic alloy wire. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device having a high fatigue limit and an extremely long life.
【0011】また、請求項6に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、ショットピーニング処理を施して疲
労限の向上を図ったステンレスワイヤにより構成され
る。従って、極めて安価に耐久性に優れた光走査装置を
提供することができる。Further, in the optical scanning device according to the sixth aspect, the elastic linear member is composed of a stainless wire which is shot peened to improve the fatigue limit. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device that is extremely inexpensive and has excellent durability.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0013】図1は、本発明の光走査装置の構造を示す
ものである。FIG. 1 shows the structure of the optical scanning device of the present invention.
【0014】ハウジング1は、あらかじめ末端部同士を
溶接等で固着させ無端状に形成した超弾性合金ワイヤ5
に、2本の丸棒状支持部材13を通して、超弾性合金ワ
イヤ5に適当な張力を与えた状態で支柱14に固定治具
2によって固定されることにより構成されている。尚、
超弾性合金ワイヤ5は本発明の弾性線状部材を、丸棒状
支持部材13は支持部材及び支持棒をそれぞれ構成する
ものである。The housing 1 is made of an endless superelastic alloy wire 5 whose ends are fixed in advance by welding or the like.
In addition, the super elastic alloy wire 5 is fixed to the support column 14 by the fixing jig 2 in a state where the super elastic alloy wire 5 is appropriately tensioned through the two round bar-shaped support members 13. still,
The superelastic alloy wire 5 constitutes the elastic linear member of the present invention, and the round rod-shaped support member 13 constitutes the support member and the support rod, respectively.
【0015】支柱14は、2本の丸棒状支持部材13の
少なくとも一方が固定治具2によって上下方向に移動可
能に構成され、前記超弾性合金ワイヤ5の張力を自由に
設定することができる。At least one of the two rod-shaped support members 13 of the support column 14 is vertically movable by the fixing jig 2, and the tension of the superelastic alloy wire 5 can be freely set.
【0016】丸棒状支持部材13のほぼ中央には、底面
部が曲面状に形成された溝15が設けられておりこの溝
15内に超弾性合金ワイヤ5が取り付けられることによ
り超弾性合金ワイヤ5の左右方向のズレを防止できる構
造になっている。A groove 15 having a curved bottom surface is provided at substantially the center of the round bar-shaped support member 13. The superelastic alloy wire 5 is attached to the groove 15 to mount the superelastic alloy wire 5 thereon. It has a structure that can prevent the horizontal displacement of the.
【0017】超弾性合金ワイヤ5には、Ti−Ni系合
金またはCu−Zn系合金等が用いられる。前記超弾性
合金ワイヤ5の線径は約140μm、長さ約10mmで
ある。For the superelastic alloy wire 5, a Ti-Ni type alloy or a Cu-Zn type alloy is used. The wire diameter of the superelastic alloy wire 5 is about 140 μm and the length is about 10 mm.
【0018】そして、超弾性合金ワイヤ5のほぼ中央に
磁石付きミラー3が図示しない接着剤等で固定されてい
る。磁石付きミラー3には、Ni−Co系合金またはS
m−Co系合金等が用いられ、その大きさは縦3mm、
横6mm、厚さ0.3mm程度である。The magnet-equipped mirror 3 is fixed to the center of the superelastic alloy wire 5 with an adhesive or the like (not shown). The magnet-equipped mirror 3 includes Ni-Co alloy or S.
An m-Co alloy or the like is used, and its size is 3 mm in length,
The width is about 6 mm and the thickness is about 0.3 mm.
【0019】一方、コア6にはコイル7が巻き付けられ
ており、例えば300ターンほど巻かれている。コイル
7は、コア6に設けられたネジ孔8及び支柱14に設け
られた孔4を通して図示しないネジによってハウジング
1に固定されている。そして、パルス電流発生器9によ
り、例えば3Vで100mA程度の電流をコイル7に流
すと交番磁界が発生し、磁石付きミラー3が振動する。
光源11から発射されたレーザー光線10は磁石付きミ
ラー3によって反射され、磁石付きミラー3が共振する
ことにより被走査面12に走査されるのである。On the other hand, a coil 7 is wound around the core 6, for example, about 300 turns. The coil 7 is fixed to the housing 1 by a screw (not shown) through a screw hole 8 provided in the core 6 and a hole 4 provided in the support 14. Then, when a current of, for example, about 100 mA at 3 V is applied to the coil 7 by the pulse current generator 9, an alternating magnetic field is generated and the mirror with magnet 3 vibrates.
The laser beam 10 emitted from the light source 11 is reflected by the mirror 3 with a magnet, and the mirror 3 with a magnet resonates to scan the surface 12 to be scanned.
【0020】次に、本実施の形態の光走査装置の動作に
ついて説明する。Next, the operation of the optical scanning device of this embodiment will be described.
【0021】今、コイル7に図1に示すようなパルス電
流を流すと、コイル7前方及び後方には、図2の(a)
及び(b)に示すようにいわゆる交番磁界ができる。そ
して、中心が超弾性合金ワイヤ5に固定され、かつ、そ
のコイル7前方に設置されている磁石付きミラー3は、
交番磁界によりMHcosθのトルクを受ける。(Mは
磁石付きミラーの磁気モーメント、Hは磁界の強さ、θ
はふれ角)また、ねじれ角θの場合超弾性合金ワイヤ5
による復元力、kθも同時に受ける(k:バネ定数)。Now, when a pulse current as shown in FIG. 1 is passed through the coil 7, the coil 7 is forward and backward shown in FIG.
A so-called alternating magnetic field is generated as shown in FIGS. The center 3 is fixed to the superelastic alloy wire 5 and the magnet-equipped mirror 3 installed in front of the coil 7 is
It receives a torque of MH cos θ by the alternating magnetic field. (M is the magnetic moment of the mirror with magnet, H is the strength of the magnetic field, θ
In addition, in case of twist angle θ, super elastic alloy wire 5
Also, the restoring force by kθ is received at the same time (k: spring constant).
【0022】さらに、磁石付きミラー3が高速に振動す
る場合、空気との摩擦抵抗及び超弾性合金ワイヤ5内部
の摩擦抵抗などによって、dθ/dtに比例した減衰力
も受けることになる。そして、前記トルクが周期的(角
振動数ω)に加わると、磁石付きミラー3はねじり振動
を始める。この振動系を方程式で表すと数式1になる。Further, when the magnet-equipped mirror 3 vibrates at high speed, a damping force proportional to dθ / dt is also received due to the frictional resistance with the air and the frictional resistance inside the superelastic alloy wire 5. When the torque is applied periodically (angular frequency ω), the magnet-equipped mirror 3 starts torsional vibration. When this vibration system is expressed by an equation, Equation 1 is obtained.
【0023】[0023]
【数1】 [Equation 1]
【0024】これは、減衰振動系に強制力が加わった場
合の方程式で、その一般解は数式2で表される。This is an equation in the case where a forcing force is applied to the damping vibration system, and its general solution is represented by equation 2.
【0025】[0025]
【数2】 [Equation 2]
【0026】つまり、電流の周波数ωと、磁石付きミラ
ー3及び超弾性合金ワイヤ5からなる機械系の固有振動
数ω0が一致した場合いわゆる共振状態となり、最大の
ふれ角となるのである。本実施形態の場合、コイル7に
かける電圧3V、コイル電流約100mAで、約800
Hzで共振し、そのふれ角は約50度、すなわち、走査
角約100度でレーザー光を走査するのである。That is, when the frequency ω of the electric current and the natural frequency ω 0 of the mechanical system composed of the mirror with magnet 3 and the superelastic alloy wire 5 match, a so-called resonance state occurs, and the maximum deflection angle is obtained. In the case of the present embodiment, the voltage applied to the coil 7 is 3 V, the coil current is about 100 mA, and about 800
It resonates at Hz, and its deflection angle is about 50 degrees, that is, the laser beam is scanned at a scanning angle of about 100 degrees.
【0027】前記実施形態では、走査角約100度、走
査周波数800Hzを例にとって説明したが、前記ワイ
ヤの線径φ、磁石付きミラーの質量mを変えることによ
って様々な周波数の光走査装置をつくることができる。
例えば、400Hzの光走査装置を製作する場合、周波
数fは(k/m)1/2に比例し、バネ定数kはφ4に比例
することからφの2乗が周波数に比例することになる。
φ=400μmで共振周波数800Hzであったことか
ら、おおよそφ=100μmの超弾性合金ワイヤを上と
同様な条件で用いれば、およそ400Hzの光走査装置
を製作することができる。In the above-described embodiment, the scanning angle is about 100 degrees and the scanning frequency is 800 Hz. However, the optical scanning device having various frequencies can be manufactured by changing the wire diameter φ of the wire and the mass m of the mirror with magnet. be able to.
For example, when manufacturing a 400 Hz optical scanning device, the frequency f is proportional to (k / m) 1/2 , and the spring constant k is proportional to φ 4 , so that the square of φ is proportional to the frequency. .
Since φ = 400 μm and the resonance frequency was 800 Hz, an optical scanning device of about 400 Hz can be manufactured by using a superelastic alloy wire of about φ = 100 μm under the same conditions as above.
【0028】さらに、数式2の係数MH/Iからわかる
ように、いろいろな強さ(M)の磁石付きミラーを用い
ることで、あるいは様々な振幅の磁界(H=ni、n:
コイル巻線数 i:電流)即ち電流iを与えることで、
対象となる電気製品あるいは電子機器に応じて所望の走
査角を持つ光走査装置もつくることができるのである。Further, as can be seen from the coefficient MH / I of the equation (2), by using a mirror with a magnet having various strengths (M) or a magnetic field of various amplitudes (H = ni, n:
The number of coil windings i: current)
It is possible to bring an optical scanning device having a desired scanning angle according to the target electric product or electronic device.
【0029】また、本発明ではコイル7に流す電流波形
を矩形波とした。なぜなら、図2に示すようにねじれ角
θによって磁石付きミラーに加えられるトルクはMHc
osθとなり、ちょうど交番磁界Hcosθが磁石付き
ミラーの磁気モーメントMに作用することになり、θ=
ωtとおくと数式1が成立するからである。In the present invention, the waveform of the current flowing through the coil 7 is a rectangular wave. Because, as shown in FIG. 2, the torque applied to the magnet-equipped mirror due to the twist angle θ is MHc.
os θ, which means that the alternating magnetic field Hcos θ acts on the magnetic moment M of the mirror with a magnet, and θ =
This is because the expression 1 is established when ωt is set.
【0030】図3に矩形波電流に伴う磁石付きミラーの
ねじれ角θの振動の様子を示す。数式(2ー2)より、
ω=ω0のとき、α=90°すなわちθは交番磁界に対
して90°位相遅れとなる。つまり、磁界の切り替わり
から90°遅れたところで磁石付きミラーのねじれ角θ
は最大になり、ひいては超弾性合金ワイヤ5による復元
力kθ(k:バネ定数)も最大となる。電流波形の各点
a、b、c、dはそれぞれ磁石付きミラーの振動状態
(a)、(b)、(c)、(d)に対応している。矩形
波にすると超弾性合金ワイヤ5の復元力が最大になるま
で磁石付きミラー3にトルクを与えることができるの
で、他の電流波形に比べ走査幅を最大にすることができ
る。しかしながら、走査幅に余裕があればSIN波、三
角波などの周期波形でも十分走査可能である。また、本
実施形態ではコイル7に流す電流を最小限に止めるため
に共振現象を利用して本光走査装置を構成したが、電力
に余裕があるなら共振点をはずして光走査装置を駆動し
ても機能上問題はないのである。 尚、本発明は以上詳
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが
できる。FIG. 3 shows how the mirror with a magnet vibrates at a twist angle θ due to a rectangular wave current. From the formula (2-2),
When ω = ω 0 , α = 90 °, that is, θ has a 90 ° phase delay with respect to the alternating magnetic field. That is, the twist angle θ of the mirror with magnet is delayed by 90 ° from the switching of the magnetic field.
Is maximized, and the restoring force kθ (k: spring constant) of the superelastic alloy wire 5 is also maximized. The points a, b, c, d of the current waveform correspond to the vibration states (a), (b), (c), (d) of the mirror with magnet, respectively. When the rectangular wave is used, torque can be applied to the magnet-equipped mirror 3 until the restoring force of the superelastic alloy wire 5 is maximized, so that the scanning width can be maximized as compared with other current waveforms. However, if there is a margin in the scanning width, it is possible to sufficiently scan even a periodic waveform such as a SIN wave or a triangular wave. Further, in the present embodiment, the present optical scanning device is configured by utilizing the resonance phenomenon in order to minimize the current flowing through the coil 7, but if the power has a margin, the optical scanning device is driven by removing the resonance point. However, there is no functional problem. The present invention is not limited to the embodiments described in detail above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
【0031】例えば、前記実施の形態においては、支持
部材を丸棒状支持部材13により構成したが、多数の角
状部材を曲面状に配置し、前記超弾性合金ワイヤ5を曲
面状に張架支持するように構成しても構わない。For example, in the above-mentioned embodiment, the support member is constituted by the round bar-shaped support member 13. However, a large number of angular members are arranged in a curved surface, and the superelastic alloy wire 5 is stretched and supported in a curved surface shape. It may be configured to do so.
【0032】また、前記実施の形態では弾性線状部材と
して、超弾性合金ワイヤを用いた一例を記述したが、弾
性性能に優れた部材であればこれに限られないことは言
うまでもない。例えば、ステンレスワイヤに径10〜1
00μmの鋼球を吹き付けてステンレスワイヤ表面を硬
化させる、いわゆるショットピーニング等の表面処理を
施して疲労限の向上を図ったステンレスワイヤを用いれ
ば、さらに低コスト化を図ることができる。安価なステ
ンレスワイヤを用い簡単な処理によって疲労限の向上を
図ることができるため、極めて安価に耐久性に優れた光
走査装置を提供することができる。Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which a superelastic alloy wire is used as the elastic linear member has been described, but it goes without saying that the elastic linear member is not limited to this as long as it has excellent elastic performance. For example, a stainless wire has a diameter of 10 to 1
Further cost reduction can be achieved by using a stainless steel wire which is sprayed with a steel ball of 00 μm to harden the surface of the stainless steel wire, which is subjected to surface treatment such as so-called shot peening to improve the fatigue limit. Since the fatigue limit can be improved by a simple process using an inexpensive stainless wire, it is possible to provide an optical scanning device that is extremely inexpensive and has excellent durability.
【0033】また、前記実施の形態では、便宜上コイル
7の前に超弾性合金ワイヤ5及び磁石付きミラー3を配
置したが、そのコイル7の周辺で交番磁界が磁石付きミ
ラー3の磁気モーメントMに略直角方向に発生する箇所
ならどこに配置してもよい。さらに、前記実施の形態で
は超弾性合金ワイヤ5及び磁石付きミラー3を備えたハ
ウジング1はコイル7とネジ止め固定されているが、こ
れを着脱分離に配置してもよい。このようにすれば、コ
イル7と磁石付きミラー3との距離を可変にすることが
でき、その結果、走査角も可変とすることができる。In the above embodiment, the superelastic alloy wire 5 and the mirror 3 with magnet are arranged in front of the coil 7 for convenience, but an alternating magnetic field around the coil 7 causes a magnetic moment M of the mirror 3 with magnet. It may be located anywhere as long as it occurs in a substantially right angle direction. Further, in the above-described embodiment, the housing 1 including the superelastic alloy wire 5 and the magnet-equipped mirror 3 is screwed and fixed to the coil 7, but it may be detachably attached. In this way, the distance between the coil 7 and the magnet-equipped mirror 3 can be made variable, and as a result, the scanning angle can also be made variable.
【0034】また、前記実施の形態では、磁石付きミラ
ー3を前記超弾性合金ワイヤ5の直線部分の一方にのみ
配置したが、他方にも配置することが可能である。In the above embodiment, the magnet-equipped mirror 3 is arranged only on one side of the straight portion of the superelastic alloy wire 5, but it may be arranged on the other side.
【0035】また、前記実施の形態では、コア6の形状
は円筒形状としたが、非磁性材料で形成されていれば形
状は自由に変更可能である。ハウジング1を構成する棒
状支持部材13及び支柱14もまた非磁性材料であれば
材質は自由に選択できる。In the above embodiment, the core 6 has a cylindrical shape, but the shape can be freely changed as long as it is made of a non-magnetic material. The rod-shaped support members 13 and the columns 14 that form the housing 1 can be made of any material as long as they are non-magnetic materials.
【0036】また、前記実施の形態では、2本の棒状支
持部材によって超弾性合金ワイヤを張架支持したが、3
本以上の棒状支持部材で支持してもよい。In the above embodiment, the superelastic alloy wire is stretched and supported by the two rod-shaped supporting members.
You may support with a rod-shaped support member more than one.
【0037】[0037]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の請求項1に記載の光走査装置は、レーザー光線
を出射する光源と、ハウジングに弾性線状部材によって
揺動可能に支持され、そのレーザー光線を反射させるた
めの磁石付きミラーと、その磁石付きミラーを振動させ
るために交番磁界を発生するコイルとからなるものを対
象として、特に、前記弾性線状部材は、無端状に形成さ
れ、前記ハウジングは、前記弾性線状部材を少なくとも
2箇所において曲面状に張架支持する支持部材を備え、
前記支持部材により張架支持された前記弾性線状部材の
直線部分に前記磁石付きミラーを揺動可能に支持する。
従って、コイルに交番電流を流すとコイル周辺には交番
電流に応じた交番磁界が発生する。この交番磁界は、弾
性線状部材に固定された磁石付きミラーにトルクを与え
るため、弾性線状部材にはねじり応力が発生する。この
ため、弾性線状部材は交番磁界によりトルクを、ねじり
により復元力を受けるので、磁石付きミラーを周期的な
交番電流によって振動させることができる。特に、弾性
線状部材及び磁石付きミラーからなる振動系の機械的固
有振動数と前記交番電流の周波数が一致した場合は共振
が起こり、振幅を最大にでき、入射するレーザー光の走
査角度を大きくすることができる。さらに、無端状に形
成した弾性線状部材は支持部材の形成する曲面に沿って
支持されるため、駆動時における弾性線状部材両端部に
発生する応力集中が緩和され、その結果、弾性線状部材
の断線が低減され、極めて耐久性に優れた光走査装置を
提供することができる。As is apparent from the above description,
The optical scanning device according to claim 1 of the present invention includes a light source that emits a laser beam, a mirror that is swingably supported by a housing by an elastic linear member, and has a magnet for reflecting the laser beam, and a magnet. In particular, the elastic linear member is formed in an endless shape, and the housing has a curved surface at least at two positions, which is formed of a coil that generates an alternating magnetic field to vibrate the mirror. Equipped with a support member that stretches and supports
The magnet-equipped mirror is swingably supported on a linear portion of the elastic linear member stretched and supported by the support member.
Therefore, when an alternating current is passed through the coil, an alternating magnetic field corresponding to the alternating current is generated around the coil. Since this alternating magnetic field gives a torque to the magnet-equipped mirror fixed to the elastic linear member, torsion stress is generated in the elastic linear member. Therefore, the elastic linear member receives a torque due to the alternating magnetic field and a restoring force due to the torsion, so that the mirror with magnet can be vibrated by the periodic alternating current. In particular, when the mechanical natural frequency of the vibration system consisting of the elastic linear member and the magnet-attached mirror and the frequency of the alternating current match, resonance occurs, the amplitude can be maximized, and the scanning angle of the incident laser beam can be increased. can do. Further, since the elastic linear member formed endlessly is supported along the curved surface formed by the support member, stress concentration generated at both ends of the elastic linear member during driving is relaxed, and as a result, the elastic linear member is It is possible to provide an optical scanning device in which breakage of members is reduced and which has extremely excellent durability.
【0038】また、請求項2に記載の光走査装置は、前
記支持部材が、表面が曲面状の支持棒により構成され
る。従って、前記支持部材を簡易且つ安価に構成するこ
とができる。In the optical scanning device according to the second aspect, the supporting member is composed of a supporting rod having a curved surface. Therefore, the support member can be configured easily and inexpensively.
【0039】また、請求項3に記載の光走査装置は、前
記支持棒が、前記弾性線状部材が係合する部分におい
て、底面部が曲面状に形成された溝を有する。従って、
前記弾性線状部材の前記支持棒の軸方向におけるズレの
発生を防止し、確実に支持することができる。Further, in the optical scanning device according to a third aspect of the present invention, the support bar has a groove having a curved bottom surface at a portion where the elastic linear member engages. Therefore,
It is possible to prevent the elastic linear member from being displaced in the axial direction of the support rod and reliably support the elastic linear member.
【0040】また、請求項4に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、Ti−Ni系超弾性合金ワイヤによ
り構成される。従って、疲労限が高く、極めて長寿命の
光走査装置を提供することができる。Further, in the optical scanning device according to the fourth aspect, the elastic linear member is composed of a Ti—Ni-based superelastic alloy wire. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device having a high fatigue limit and an extremely long life.
【0041】また、請求項5に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、Cu−Zn系超弾性合金ワイヤによ
り構成される。従って、疲労限が高く、極めて長寿命の
光走査装置を提供することができる。Further, in the optical scanning device according to the fifth aspect, the elastic linear member is composed of a Cu—Zn based superelastic alloy wire. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device having a high fatigue limit and an extremely long life.
【0042】また、請求項6に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、ショットピーニング処理を施して疲
労限の向上を図ったステンレスワイヤにより構成され
る。従って、極めて安価に耐久性に優れた光走査装置を
提供することができる。Further, in the optical scanning device according to the sixth aspect, the elastic linear member is composed of a stainless wire which is shot peened to improve the fatigue limit. Therefore, it is possible to provide an optical scanning device that is extremely inexpensive and has excellent durability.
【図1】本発明の実施の形態の光走査装置の構成を示す
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical scanning device according to an embodiment of the present invention.
【図2】磁石付きミラーが交番磁界からトルクを受ける
模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram in which a mirror with a magnet receives a torque from an alternating magnetic field.
【図3】磁石付きミラーが矩形波電流に伴って振動する
様子を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing how a mirror with a magnet vibrates according to a rectangular wave current.
【図4】従来の光走査装置の構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a conventional optical scanning device.
1 ハウジング 3 磁石付きミラー 5 超弾性合金ワイヤ 7 コイル 10 レーザー光線 11 光源 13 丸棒状支持部材 1 Housing 3 Mirror with Magnet 5 Superelastic Alloy Wire 7 Coil 10 Laser Beam 11 Light Source 13 Round Bar Support Member
Claims (6)
ングに弾性線状部材によって揺動可能に支持され、その
レーザー光線を反射させるための磁石付きミラーと、そ
の磁石付きミラーを振動させるために交番磁界を発生す
るコイルとからなる光走査装置において、 前記弾性線状部材は、無端状に形成され、 前記ハウジングは、前記弾性線状部材を少なくとも2箇
所において曲面状に張架支持する支持部材を備え、 前記支持部材により張架支持された前記弾性線状部材の
直線部分に前記磁石付きミラーを揺動可能に支持するこ
とを特徴とする光走査装置。1. A light source that emits a laser beam, a mirror that is swingably supported by a housing by an elastic linear member and that reflects the laser beam, and an alternating magnetic field for vibrating the mirror with a magnet. In the optical scanning device including a coil for generating, the elastic linear member is formed in an endless shape, and the housing includes a supporting member that stretches and supports the elastic linear member in a curved shape at least at two positions, An optical scanning device, wherein the magnet-equipped mirror is swingably supported on a linear portion of the elastic linear member stretched and supported by the support member.
により構成されることを特徴とする請求項1に記載の光
走査装置。2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the support member is formed of a support rod having a curved surface.
する部分において、底面部が曲面状に形成された溝を有
することを特徴とする請求項2に記載の光走査装置。3. The optical scanning device according to claim 2, wherein the support bar has a groove having a curved bottom surface at a portion where the elastic linear member engages.
性合金ワイヤにより構成されることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載の光走査装置。4. The optical scanning device according to claim 1, wherein the elastic linear member is made of a Ti—Ni-based superelastic alloy wire.
性合金ワイヤにより構成されることを特徴とする請求項
1乃至3のいずれかに記載の光走査装置。5. The optical scanning device according to claim 1, wherein the elastic linear member is made of a Cu—Zn-based superelastic alloy wire.
グ処理を施して疲労限の向上を図ったステンレスワイヤ
により構成されることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれかに記載の光走査装置。6. The optical scanning device according to claim 1, wherein the elastic linear member is composed of a stainless wire that has been subjected to shot peening treatment to improve a fatigue limit. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4613796A JPH09243942A (en) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Optical scanner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4613796A JPH09243942A (en) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Optical scanner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09243942A true JPH09243942A (en) | 1997-09-19 |
Family
ID=12738600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4613796A Pending JPH09243942A (en) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Optical scanner |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09243942A (en) |
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-
1996
- 1996-03-04 JP JP4613796A patent/JPH09243942A/en active Pending
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