JPH09243952A - Optical scanning device - Google Patents

Optical scanning device

Info

Publication number
JPH09243952A
JPH09243952A JP4613896A JP4613896A JPH09243952A JP H09243952 A JPH09243952 A JP H09243952A JP 4613896 A JP4613896 A JP 4613896A JP 4613896 A JP4613896 A JP 4613896A JP H09243952 A JPH09243952 A JP H09243952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
mirror
optical scanning
scanning device
wire diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4613896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuisa Kobayashi
靖功 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP4613896A priority Critical patent/JPH09243952A/en
Publication of JPH09243952A publication Critical patent/JPH09243952A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the disconnection of an elastic wire member at the time of driving and to provide a device having good durability. SOLUTION: This device is composed of a light source 11 transmitting a laser beam, a mirror 3 with magnet being capable of rocking, supported on a housing 1 by means of an elastic wire member 5 and reflecting the laser beam 10 and a coil 7 generating alternating magnetic field for oscillating the mirror 3 with magnet. The part supporting the mirror 3 with magnet of the elastic wire member 5 is formed in a first diameter and the part fixed to the housing 1 is formed in a second diameter larger than the first diameter.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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、本出願
人は特願平7−296788号の光走査装置を提案して
いる。この光走査装置は、例えば、図7に示すように構
成されている。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1に固定
治具2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, the present applicant has proposed an optical scanning device of Japanese Patent Application No. 7-296788 as an optical scanning device having a mirror with a magnet and a coil for generating an alternating magnetic field. This optical scanning device is configured, for example, as shown in FIG. Elastic linear member 55 made of superelastic alloy or the like
Is fixed to the housing 1 by the fixing jig 2 while being pulled by an appropriate tension. The mirror 3 with a magnet, which is mirror-processed on at least one surface of the magnet, is fixed to the elastic linear member 55 at substantially the center by an adhesive agent (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に設けられたネジ穴8及
び、ハウジング1に設けられた穴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1
1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 1 by a screw (not shown) through a screw hole 8 provided in the core 6 and a hole 4 provided in the housing 1. And
When a predetermined current is applied to the coil from the pulse current generator 9, an alternating magnetic field is generated and the mirror with magnet 3 vibrates. Light source 1
The laser beam 10 emitted from the laser beam No. 1 is reflected by the magnet-equipped mirror 3, and the surface 3 to be scanned is scanned when the magnet-equipped mirror 3 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
光走査装置は弾性線状部材55とハウジング1との固定
部付近で弾性線状部材55が断線しやすく、装置の耐久
性を著しく低減させる原因となっていた。
However, in the conventional optical scanning device, the elastic linear member 55 is likely to be broken near the fixed portion between the elastic linear member 55 and the housing 1, and the durability of the device is significantly 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 reduces the disconnection of the elastic linear member during driving, and provides an optical scanning device having extremely excellent durability. Is intended.

【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、ハウジングに固定された弾性線状
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、少
なくとも前記磁石付きミラーを支持する部分を第1の線
径に形成し、且つ少なくとも前記ハウジングに固定され
る部分を前記第1の線径よりも太い第2の線径に形成し
ている。
In order to achieve this object, an optical scanning device according to a first aspect of the present invention is swingable by a light source for emitting a laser beam and an elastic linear member fixed to a housing. Supported by a mirror with a magnet for reflecting the laser beam, and a coil for generating an alternating magnetic field for vibrating the mirror with the magnet, and in particular, the elastic linear member is at least the A portion supporting the magnet-attached mirror is formed to have a first wire diameter, and at least a portion fixed to the housing is formed to a second wire diameter that is thicker than the first wire diameter.

【0007】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、振幅を最大にできるので、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。そして、駆動時における前記弾性線状部材の前記ハ
ウジングに固定される部分での断線を低減することがで
きるので、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。
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 including the elastic linear member and the magnet-attached mirror and the frequency of the alternating current match, resonance occurs and the amplitude can be maximized. Can be large. Further, since it is possible to reduce disconnection at the portion of the elastic linear member fixed to the housing during driving, it is possible to provide an optical scanning device having extremely excellent durability.

【0008】また、請求項2に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、前記第2の線径の線状部材を用い
て、少なくとも前記磁石付きミラーを支持する部分を電
解研磨により溶解して第1の線径に形成し、且つ少なく
とも前記ハウジングに固定される部分を溶解しないで前
記第2の線径を保持している。従って、少なくとも前記
磁石付きミラーを支持する部分を含んだ必要部分のみを
均一に溶解して第1の線径に形成することができる。ま
た、駆動時における前記弾性線状部材の前記ハウジング
に固定される部分での断線を低減することができるの
で、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。
Further, in the optical scanning device according to a second aspect, the elastic linear member uses a linear member having the second wire diameter, and at least a portion supporting the mirror with magnet is electropolished. It is melted to form a first wire diameter, and at least a portion fixed to the housing is not melted to hold the second wire diameter. Therefore, only the required portion including at least the portion supporting the magnet-attached mirror can be uniformly melted to form the first wire diameter. Further, since it is possible to reduce disconnection at the portion of the elastic linear member fixed to the housing during driving, it is possible to provide an optical scanning device having extremely excellent durability.

【0009】また、請求項3に記載の光走査装置は、前
記第2の線径の線状部材が、TiーNi系超弾性合金に
より構成され、前記電解研磨は、過塩素酸/酢酸溶液を
電解研磨液として使用している。従って、少なくとも前
記磁石付きミラーを支持する部分を含んだ必要部分のみ
を短時間で均一に溶解して第1の線径に形成することが
でき、疲労強度の高い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 third aspect of the present invention, the linear member having the second wire diameter is made of a Ti-Ni superelastic alloy, and the electrolytic polishing is performed with a perchloric acid / acetic acid solution. Is used as an electrolytic polishing liquid. Therefore, only the necessary portion including the portion supporting the magnet-attached mirror can be uniformly melted in a short time to form the first wire diameter, and an optical scanning device having high fatigue strength and an extremely long life can be provided. Can be provided.

【0010】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、前記第2の線径の線状部材を用い
て、少なくとも前記磁石付きミラーを支持する部分を化
学エッチングにより溶解して第1の線径に形成し、且つ
少なくとも前記ハウジングに固定される部分を溶解しな
いで前記第2の線径を保持している。従って、少なくと
も前記磁石付きミラーを支持する部分を含んだ必要部分
のみを簡単に、且つ均一に溶解して第1の線径に形成す
ることができ、疲労強度の高い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 uses a linear member having the second wire diameter, and at least a portion supporting the mirror with magnet is chemically etched. It is melted to form a first wire diameter, and at least a portion fixed to the housing is not melted to hold the second wire diameter. Therefore, only the necessary portion including at least the portion supporting the magnet-attached mirror can be easily and uniformly melted to form the first wire diameter, and the optical scanning device with high fatigue strength and extremely long life is provided. Can be provided.

【0011】[0011]

【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.

【0012】図1は、本実施の形態の光走査装置の構造
を示すものである。弾性線状部材としての超弾性合金ワ
イヤ5が適当な張力で引っ張られた状態でハウジング1
に固定治具2によって固定されている。ハウジング1と
超弾性合金ワイヤ5との固定部となる超弾性合金ワイヤ
両端部13は、その線径が他の部分より太く形成されて
いる。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は厚さ0.3mm、縦3mm、横6mmのNiー
Co(ニッケルコバルト)またはSm−Co(サマリウ
ムコバルト)等からなる。超弾性合金ワイヤ5には、T
iーNi系合金またはCuーZn系合金等が用いられ
る。超弾性合金ワイヤ5の線径は前記ワイヤ両端部13
では約0.3mm、他の部分では約0.15mmであ
り、全長は約10mm、前記ワイヤ両端部13の長さは
それぞれ約2mmである。尚、前記ワイヤ両端部13の
線径(すなわち、約0.3mm)は本発明の第2の線径
であり、他の部分の線径(すなわち、約0.15mm)
は第1の線径である。
FIG. 1 shows the structure of the optical scanning device of this embodiment. The housing 1 in a state where the superelastic alloy wire 5 as the elastic linear member is pulled by an appropriate tension.
It is fixed by the fixing jig 2. Both ends 13 of the superelastic alloy wire serving as a fixed portion between the housing 1 and the superelastic alloy wire 5 are formed to have a larger wire diameter than other portions. The magnet-equipped mirror 3 is fixed to the superelastic alloy wire 5 approximately at the center by an adhesive agent or the like (not shown). The magnet-equipped mirror 3 is made of Ni-Co (nickel cobalt) or Sm-Co (samarium cobalt) having a thickness of 0.3 mm, a length of 3 mm, and a width of 6 mm. The super elastic alloy wire 5 has T
An i-Ni-based alloy, a Cu-Zn-based alloy, or the like is used. The wire diameter of the super-elastic alloy wire 5 is 13 at both ends of the wire.
Is about 0.3 mm, the other portions are about 0.15 mm, the total length is about 10 mm, and the lengths of the wire end portions 13 are about 2 mm. The wire diameter of the wire both ends 13 (that is, about 0.3 mm) is the second wire diameter of the present invention, and the wire diameter of other portions (that is, about 0.15 mm).
Is the first wire diameter.

【0013】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に設けられたネジ穴8及びハウジング1に設
けられた穴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, 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 housing 1. 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 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.

【0014】次に、線径が約0.3mmの超弾性合金ワ
イヤ5を使用して、両端部の線径を太く形成した超弾性
合金ワイヤ5を電解研磨法によって作製する方法の一例
について、図2を参照して説明する。例えば、5vo
l.%過塩素酸ー95vol.%酢酸溶液からなる電解研
磨液21中にTiーNi系超弾性合金ワイヤ5を浸漬
し、直流電源24の陽極側に接続する。超弾性合金ワイ
ヤ5は、前記ワイヤ両端部13の線径と同じ約0.3m
mのものを準備し、ハウジング1との固定部となる両端
部22にはマスキングを施す。尚、前記マスキングは、
前記両端部22上に樹脂等を塗布し、乾燥させることに
より行う。
Next, an example of a method for producing a superelastic alloy wire 5 having a thick wire diameter at both ends by electrolytic polishing using the superelastic alloy wire 5 having a wire diameter of about 0.3 mm will be described. This will be described with reference to FIG. For example, 5vo
A Ti—Ni-based superelastic alloy wire 5 is immersed in an electrolytic polishing solution 21 composed of a 1% perchloric acid-95 vol.% acetic acid solution and connected to the anode side of a DC power source 24. The super elastic alloy wire 5 has a diameter of about 0.3 m, which is the same as the wire diameter of the both ends 13 of the wire.
m is prepared, and both end portions 22 serving as a fixed portion with the housing 1 are masked. The masking is
It is performed by applying a resin or the like on the both ends 22 and drying.

【0015】図2に示すように、超弾性合金ワイヤ5を
モーター26に回転可能に固定し、処理中絶えず回転を
与えるとより均一に電解研磨される。
As shown in FIG. 2, when the superelastic alloy wire 5 is rotatably fixed to the motor 26 and is continuously rotated during the processing, the electrolytic polishing is performed more uniformly.

【0016】一方、陰極側には白金板25が、超弾性合
金ワイヤ5に対向するように電解研磨液21中に設置さ
れている。この状態で所定の電圧で電流を流すと、超弾
性合金ワイヤ5のマスキングされていない中央部23が
電解研磨されてその部分のみ線径が細くなる。一方、あ
らかじめマスキングされた両端部22は処理前の線径を
そのまま維持している。実際、例えば室温、15Vの電
圧で処理を行えば、線径φ0.3mmの超弾性合金ワイ
ヤを用いた場合、1〜2分間の処理でφ0.15mm程
度まで線径を細くすることができる。
On the other hand, a platinum plate 25 is placed on the cathode side in the electrolytic polishing liquid 21 so as to face the superelastic alloy wire 5. When an electric current is applied at a predetermined voltage in this state, the unmasked central portion 23 of the superelastic alloy wire 5 is electrolytically polished, and the wire diameter is reduced only in that portion. On the other hand, the both end portions 22 masked in advance maintain the wire diameter before the treatment as it is. In practice, for example, when the treatment is performed at room temperature and a voltage of 15 V, when a superelastic alloy wire having a wire diameter of φ0.3 mm is used, the wire diameter can be reduced to about φ0.15 mm by the treatment for 1 to 2 minutes.

【0017】また、前記構成を有する超弾性合金ワイヤ
を化学エッチングによって形成することも可能である。
図3に示すように、前記両端部22にマスキングが施さ
れた超弾性合金ワイヤ5をエッチング液31に浸漬す
る。前記エッチング液31には、1〜10%ふっ化水素
酸水溶液または2%ふっ化水素酸ー5%過酸化水素水溶
液等を用い、室温〜50℃で浸漬するとマスキングされ
ていない超弾性合金ワイヤ中央部23がエッチングされ
てその部分のみ線径が細くなる。尚、処理に要する時間
は温度等の条件により大きく左右され、数分〜数時間で
ある。
It is also possible to form the superelastic alloy wire having the above structure by chemical etching.
As shown in FIG. 3, the superelastic alloy wire 5 having both ends 22 masked is dipped in an etching solution 31. As the etching solution 31, a 1-10% hydrofluoric acid aqueous solution or a 2% hydrofluoric acid-5% hydrogen peroxide aqueous solution is used, and the superelastic alloy wire center is not masked when immersed at room temperature to 50 ° C. The portion 23 is etched so that the wire diameter is reduced only in that portion. The time required for the treatment largely depends on conditions such as temperature and is several minutes to several hours.

【0018】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.

【0019】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4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).

【0020】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 a 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.

【0021】[0021]

【数1】 [Equation 1]

【0022】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 expressed by equation 2.

【0023】[0023]

【数2】 [Equation 2]

【0024】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 consisting of the magnet-attached mirror 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.

【0025】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, by changing the wire diameter φ of the wire and the mass m of the mirror with magnet, optical scanning devices of various frequencies can be manufactured. 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.

【0026】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を作製す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 manufacture an optical scanning device having a desired scanning angle according to a target electric product or electronic device.

【0027】ところで、本発明が解決しようとする課題
は、駆動中に超弾性合金ワイヤ(弾性線状部材)5がハ
ウジング1との固定部で断線することを低減して、耐久
性に優れた光走査装置を提供することであった。超弾性
合金ワイヤ5の断線を低減するためにはただ単に超弾性
合金ワイヤ5の線径を一様に太くすればよいが、線径を
太くすると走査角θが著しく低下してしまう。今、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、すな
わち共振状態の場合、数式2の(2ー1)は以下のよう
になる。
By the way, the problem to be solved by the present invention is to reduce the disconnection of the superelastic alloy wire (elastic linear member) 5 at the fixed portion with the housing 1 during driving, and to improve the durability. It was to provide an optical scanning device. In order to reduce the breakage of the superelastic alloy wire 5, it is only necessary to uniformly increase the wire diameter of the superelastic alloy wire 5, but if the wire diameter is increased, the scanning angle θ is significantly reduced. Now, the frequency ω of current, the mirror 3 with magnet and the super elastic alloy wire 5
When the natural frequency ω 0 of the mechanical system consisting of is equal to each other, that is, in the resonance state, (2-1) of Expression 2 is as follows.

【0028】[0028]

【数3】 (Equation 3)

【0029】ω0は超弾性合金ワイヤの線径φの2乗に
比例するため、線径φが太くなると走査角θは著しく低
下してしまうのである。このことから超弾性合金ワイヤ
5の中央部付近、すなわち、磁石付きミラー3が取り付
けられる部分近傍の線径は駆動時にかかるねじり応力に
耐え得る範囲でできる限り細いことが望ましく、また、
超弾性合金ワイヤ5の両端部はハウジング1との固定部
にかかる応力集中に耐えられるよう線径を太く形成する
ことが望ましいのである。
Since ω 0 is proportional to the square of the wire diameter φ of the superelastic alloy wire, if the wire diameter φ becomes thicker, the scanning angle θ will be significantly reduced. From this, it is desirable that the wire diameter in the vicinity of the central portion of the superelastic alloy wire 5, that is, in the vicinity of the portion where the magnet-attached mirror 3 is attached, be as thin as possible within a range that can withstand the torsional stress applied during driving.
It is desirable that both ends of the superelastic alloy wire 5 have a large wire diameter so as to withstand the stress concentration applied to the fixed portion with the housing 1.

【0030】前記実施形態では、コイル7に流す電流波
形を矩形波とした。なぜなら、図4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、
MHcosθになり、ちょうど交番磁界Hcosθが磁
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。図5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の(2-2)より、ω=ω0のとき、α=90゜すなわち
θは交番磁界に対して90゜の位相遅れとなる。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3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3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。
In the above embodiment, the waveform of the current flowing through the coil 7 is a rectangular wave. Because, as shown in FIG. 4, the torque applied to the magnet mirror by the twist angle θ is
This is because MH cos θ, and the alternating magnetic field H cos θ acts on the magnetic moment M, and when θ = ωt, Formula 1 is satisfied. FIG. 5 shows how the mirror with a magnet vibrates at a twist angle θ due to a rectangular wave current. From equation (2-2), when ω = ω 0 , α = 90 °, that is, θ has a phase delay of 90 ° with respect to the alternating magnetic field. That is, the twist angle θ of the mirror with magnet 3 becomes maximum at a 90 ° delay from the switching of the magnetic field, and the restoring force kθ (k: spring constant) of the superelastic alloy wire 5 also becomes maximum. The points a, b, c, d of the current waveform are the vibration states (a), (b), (c) of the mirror 3 with a magnet,
It corresponds to (d). 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.

【0031】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。
The present invention is not limited to the embodiment described in detail above, and various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0032】例えば、前記実施の形態においては、コア
6とハウジング1とを別々に設けたが、図6に示すよう
にコア66に前記構成通り線径を太くした両端部13を
設けた超弾性合金ワイヤ5を固定治具2によって張設
し、その超弾性合金ワイヤ5の中央部付近に磁石付きミ
ラー3を取り付けて構成することにより、コアとハウジ
ングとを一つの部材で構成した光走査装置も考えられ
る。このような構成にすればハウジング1を必要としな
いため装置の小型化、軽量化を図ることができる。ま
た、ハウジング1とコア6との組み付け作業が不要とな
るため作業性の向上を図ることができる。さらに、磁石
付きミラー3をコイル7により接近させることが可能な
ため、磁石付きミラー3により大きな磁界を与えること
ができる。
For example, in the above-mentioned embodiment, the core 6 and the housing 1 are provided separately, but as shown in FIG. An optical scanning device in which the alloy wire 5 is stretched by the fixing jig 2 and the mirror 3 with a magnet is attached near the center of the superelastic alloy wire 5 to form a core and a housing by one member. Can also be considered. With such a configuration, the housing 1 is not required, so that the size and weight of the device can be reduced. Further, the work of assembling the housing 1 and the core 6 is not necessary, so that the workability can be improved. Furthermore, since the magnet-equipped mirror 3 can be brought closer to the coil 7, a larger magnetic field can be given to the magnet-equipped mirror 3.

【0033】また、前記実施の形態においては、前記ワ
イヤ両端部13の線径を約0.3mmとしたが、これに
限定されるものではなく、前記磁石付きミラー3を支持
する部分の線径よりも太いものであればよい。
Further, in the above embodiment, the wire diameter of the wire both ends 13 is set to about 0.3 mm, but the wire diameter of the portion supporting the magnet-equipped mirror 3 is not limited to this. It should be thicker than the above.

【0034】また、前記実施の形態においては、前記ワ
イヤ両端部13の長さをそれぞれ約2mmとしたが、こ
れに限定されるものではなく、少なくとも前記磁石付き
ミラー3を支持する部分以外であって、且つ少なくとも
前記ハウジング1に固定される部分を含んでいれば、こ
れより長く、あるいは短く形成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the length of each of the wire end portions 13 is set to about 2 mm, but the length is not limited to this, and at least a portion other than a portion supporting the magnet-equipped mirror 3 is provided. In addition, as long as it includes at least a portion fixed to the housing 1, it may be formed longer or shorter than this.

【0035】[0035]

【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、ハウジングに固定された弾性線状部
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、少な
くとも前記磁石付きミラーを支持する部分を第1の線径
に形成し、且つ少なくとも前記ハウジングに固定される
部分を前記第1の線径よりも太い第2の線径に形成して
いる。
As is apparent from the above description,
An 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 an elastic linear member that is fixed to a housing, and a mirror with a magnet that reflects the laser beam. The elastic linear member has at least a portion for supporting the magnet-attached mirror formed to have a first wire diameter, in particular, for an object including a coil that generates an alternating magnetic field for vibrating the magnet-attached mirror. And, at least a portion fixed to the housing is formed with a second wire diameter larger than the first wire diameter.

【0036】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、振幅を最大にできるので、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。そして、駆動時における前記弾性線状部材の前記ハ
ウジングに固定される部分での断線を低減することがで
きるので、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。
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 including the elastic linear member and the magnet-attached mirror and the frequency of the alternating current match, resonance occurs and the amplitude can be maximized. Can be large. Further, since it is possible to reduce disconnection at the portion of the elastic linear member fixed to the housing during driving, it is possible to provide an optical scanning device having extremely excellent durability.

【0037】また、請求項2に記載の光走査装置は、前
記弾性線状部材が、前記第2の線径の線状部材を用い
て、少なくとも前記磁石付きミラーを支持する部分を電
解研磨により溶解して第1の線径に形成し、且つ少なく
とも前記ハウジングに固定される部分を溶解しないで前
記第2の線径を保持している。従って、少なくとも前記
磁石付きミラーを支持する部分を含んだ必要部分のみを
均一に溶解して第1の線径に形成することができる。ま
た、駆動時における前記弾性線状部材の前記ハウジング
に固定される部分での断線を低減することができるの
で、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。
According to a second aspect of the present invention, in the optical scanning device, the elastic linear member uses a linear member having the second wire diameter, and at least a portion supporting the magnet-attached mirror is electropolished. It is melted to form a first wire diameter, and at least a portion fixed to the housing is not melted to hold the second wire diameter. Therefore, only the required portion including at least the portion supporting the magnet-attached mirror can be uniformly melted to form the first wire diameter. Further, since it is possible to reduce disconnection at the portion of the elastic linear member fixed to the housing during driving, it is possible to provide an optical scanning device having extremely excellent durability.

【0038】また、請求項3に記載の光走査装置は、前
記第2の線径の線状部材が、TiーNi系超弾性合金に
より構成され、前記電解研磨は、過塩素酸/酢酸溶液を
電解研磨液として使用している。従って、少なくとも前
記磁石付きミラーを支持する部分を含んだ必要部分のみ
を短時間で均一に溶解して第1の線径に形成することが
でき、疲労強度の高い極めて長寿命の光走査装置を提供
することができる。
In the optical scanning device according to a third aspect of the present invention, the linear member having the second wire diameter is made of a Ti—Ni-based superelastic alloy, and the electrolytic polishing is performed with a perchloric acid / acetic acid solution. Is used as an electrolytic polishing liquid. Therefore, only the necessary portion including the portion supporting the magnet-attached mirror can be uniformly melted in a short time to form the first wire diameter, and an optical scanning device having high fatigue strength and an extremely long life can be provided. Can be provided.

【0039】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、前記第2の線径の線状部材を用い
て、少なくとも前記磁石付きミラーを支持する部分を化
学エッチングにより溶解して第1の線径に形成し、且つ
少なくとも前記ハウジングに固定される部分を溶解しな
いで前記第2の線径を保持している。従って、少なくと
も前記磁石付きミラーを支持する部分を含んだ必要部分
のみを簡単に、且つ均一に溶解して第1の線径に形成す
ることができ、疲労強度の高い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 fourth aspect, the elastic linear member uses a linear member having the second wire diameter and at least a portion supporting the mirror with magnet is chemically etched. It is melted to form a first wire diameter, and at least a portion fixed to the housing is not melted to hold the second wire diameter. Therefore, only the necessary portion including at least the portion supporting the magnet-attached mirror can be easily and uniformly melted to form the first wire diameter, and the optical scanning device with high fatigue strength and extremely long life is provided. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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】両端部の線径を太く形成した超弾性合金ワイヤ
を電解研磨法によって作製する方法の一例を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a method for producing a superelastic alloy wire having thick wire diameters at both ends by electrolytic polishing.

【図3】両端部の線径を太く形成した超弾性合金ワイヤ
を化学エッチングによって作製する方法の一例を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a method for producing a superelastic alloy wire having thick wire diameters at both ends by chemical etching.

【図4】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. 4 is a schematic diagram in which a mirror with a magnet receives a torque from an alternating magnetic field.

【図5】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. 5 is a diagram showing how a magnet-attached mirror vibrates with a rectangular wave current.

【図6】光走査装置の一変形例の構成を示す斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a modified example of the optical scanning device.

【図7】従来の光走査装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional optical scanning device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 21 電解研磨液 22 超弾性合金ワイヤ両端部 1 Housing 3 Mirror with Magnet 5 Super Elastic Alloy Wire 7 Coil 10 Laser Beam 11 Light Source 21 Electrolytic Polishing Liquid 22 Super Elastic Alloy Wire Both Ends

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー光線を出射する光源と、ハウジ
ングに固定された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、少なくとも前記磁石付きミラーを
支持する部分を第1の線径に形成し、且つ少なくとも前
記ハウジングに固定される部分を前記第1の線径よりも
太い第2の線径に形成したことを特徴とする光走査装
置。
1. A light source which emits a laser beam, and a magnet-equipped mirror which is swingably supported by an elastic linear member fixed to a housing and which reflects the laser beam, and a vibrating magnet-attached mirror. In the optical scanning device including a coil that generates an alternating magnetic field, the elastic linear member forms at least a portion supporting the magnet-attached mirror with a first wire diameter, and at least a portion fixed to the housing. An optical scanning device having a second wire diameter thicker than the first wire diameter.
【請求項2】 前記弾性線状部材は、前記第2の線径の
線状部材を用いて、少なくとも前記磁石付きミラーを支
持する部分を電解研磨により溶解して第1の線径に形成
し、且つ少なくとも前記ハウジングに固定される部分を
溶解しないで前記第2の線径を保持したものであること
を特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
2. The elastic linear member is formed to have a first linear diameter by using a linear member having the second linear diameter to dissolve at least a portion supporting the magnet-attached mirror by electrolytic polishing. The optical scanning device according to claim 1, wherein the second wire diameter is held without melting at least a portion fixed to the housing.
【請求項3】 前記第2の線径の線状部材は、TiーN
i系超弾性合金により構成され、前記電解研磨は、過塩
素酸/酢酸溶液を電解研磨液として使用したことを特徴
とする請求項2に記載の光走査装置。
3. The linear member having the second wire diameter is made of Ti--N
The optical scanning device according to claim 2, wherein the optical scanning device is made of an i-type superelastic alloy, and the electrolytic polishing uses a perchloric acid / acetic acid solution as an electrolytic polishing liquid.
【請求項4】 前記弾性線状部材は、前記第2の線径の
線状部材を用いて、少なくとも前記磁石付きミラーを支
持する部分を化学エッチングにより溶解して第1の線径
に形成し、且つ少なくとも前記ハウジングに固定される
部分を溶解しないで前記第2の線径を保持したものであ
ることを特徴とする請求項1に記載の光走査装置。
4. The elastic linear member is formed into a first linear diameter by using a linear member having the second linear diameter and at least a portion supporting the magnet-attached mirror is dissolved by chemical etching. The optical scanning device according to claim 1, wherein the second wire diameter is held without melting at least a portion fixed to the housing.
JP4613896A 1996-03-04 1996-03-04 Optical scanning device Pending JPH09243952A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4613896A JPH09243952A (en) 1996-03-04 1996-03-04 Optical scanning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4613896A JPH09243952A (en) 1996-03-04 1996-03-04 Optical scanning device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09243952A true JPH09243952A (en) 1997-09-19

Family

ID=12738625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4613896A Pending JPH09243952A (en) 1996-03-04 1996-03-04 Optical scanning device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09243952A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5982521A (en) Optical scanner
JP3919616B2 (en) Micro structure and manufacturing method thereof
JP4695643B2 (en) Motor for vibrating body care equipment
JP4691704B2 (en) Optical scanning device
US20060226737A1 (en) Piezoelectric Actuator, Timepiece, And Portable Device
JP4492252B2 (en) Actuator
JP2008504574A (en) Fiber-like composite-based MEMS optical scanner
JP6287546B2 (en) Actuators, air pumps, hairdressing equipment, laser scanning equipment
JPH09329758A (en) Optical scanner and manufacture thereof
JPH09243952A (en) Optical scanning device
JPH09243942A (en) Optical scanner
EP3334020A1 (en) Actuator and electric beauty device
JP2006254586A (en) Piezoelectric power plant
JPH10337052A (en) Resonance frequency correction method of compact rotary type actuator
JPH09230275A (en) Optical scanner
JP2005177876A (en) Microstructure and its manufacturing method
JPH09297277A (en) Production of elastic member for optical scanner
JPH09197333A (en) Optical scanning device
JPH103055A (en) Optical scanning device
JPH09243953A (en) Optical scanning device
JPH09138366A (en) Optical scanner
JP3896657B2 (en) Optical scanning device
EP3334019A1 (en) Actuator and electric beauty device
JPH09230266A (en) Optical scanner
JPH09304721A (en) Optical scanner