JPH1138333A - 部材の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の簡素化及び小形化を図る。 【解決手段】 反射鏡１１の裏面と固定部１３との間に
形状記憶合金の細線からなるコイル１６を上下に並べて
配設する。コイル１６の固定部１３における取付部位に
端子部１７を設け、スイッチを介して端子部１７と直流
電源と接続する。任意のコイルに通電すると、コイル１
６は自己発熱して温度上昇し、所定温度以上になるとコ
イルの長さ寸法が短くなる。この結果、反射鏡１１は固
定部１３側に引き寄せられて傾く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被制御部材の姿勢
を調整するための部材の姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】例えばレーザプリンタ
等の走査記録装置や走査読取装置等に組込まれる光走査
装置においては、図１０に示すような反射鏡１によりレ
ーザビーム光２を反射する構成のものが供されている。
これにより、複数の半導体レーザ３から射出され、コリ
メータレンズ４によりコリメートされたレーザビーム光
２は、平行光線化されたり、互いの間隔が狭められて光
偏向器５に照射される。そして、レーザビーム光２は、
光偏向器５により偏向され、集束レンズ６によって一点
に収束されて被走査面７上を走査する。

【０００３】従って、反射鏡１の傾きを調整することに
より複数本のレーザビーム光２の間隔や反射方向を揃え
る等の調整が可能である。この場合、反射鏡１の傾きを
調整する方法として、ステッピングモータの出力軸と反
射鏡１の取付軸との間にウォームギヤを設け、ステッピ
ングモータに供給するパルス数や回転方向を調整する方
法が採用されている。このような方法によれば、ステッ
ピングモータの出力をウォームギヤにより減速すること
によって回転角度の分解能が上がり、反射鏡１の角度を
正確に調整できる。

【０００４】しかし、ステッピングモータやウォームギ
ヤを使用すると、構造が複雑となり、コストがかかると
いう問題があった。また、反射鏡１の角度調整のための
装置が大形化し、その分、他の部品の配置に制約が生じ
るという問題もあった。さらに、ウォームギアに存する
バックラッシュにより誤差が生じ、反射鏡１を精度良く
位置決めすることができなかった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、被制御部材の姿勢を制御するものであ
って、その構成の簡素化及び小形化を図り得る部材の姿
勢制御装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
部材の姿勢制御装置は、固定部に回動自在に保持された
被制御部材と、所定温度以上のとき記憶形状となる形状
記憶部材により形成され、前記固定部に対して前記被制
御部材を保持する複数の姿勢保持部材と、前記複数の姿
勢保持部材を選択的に加熱する加熱手段とを備えたとこ
ろに特徴を有する。このような構成によれば、加熱手段
により姿勢保持部材を選択的に加熱し記憶形状に変化さ
せることにより被制御部材の姿勢を変えることができ
る。そのため、従来のようにステッピングモータ等の駆
動源によりウォームギヤを介して被制御部材を駆動する
構成と異なり、姿勢保持部材の形状変化により直接的に
被制御部材を駆動することができるため、構成を簡単且
つ小形化することができる。

【０００７】この場合、姿勢保持部材を離れた複数の部
位に設け、姿勢保持部材を選択的に加熱することにより
被制御部材の傾きを調整するように構成したり（請求項
２）、全ての姿勢保持部材を加熱することにより被制御
部材を平行移動させるように構成すると良い（請求項
３）。

【０００８】また、加熱手段を、姿勢保持部材に通電す
ることにより前記姿勢保持部材を発熱させる自己発熱手
段とすると、任意の姿勢保持部材のみを確実に加熱する
ことができる（請求項４）。更に、姿勢保持部材をコイ
ル状に形成すると（請求項５）、被制御部材の姿勢の変
化に伴い被制御部材と固定部との距離が変化しても、そ
れに応じて姿勢保持部材は伸縮することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例を図１ない
し図５を参照して説明する。尚、本実施例は、半導体レ
ーザプリンタの光走査装置に用いられる反射鏡の傾きを
調整する姿勢制御装置に適用したものである。図１は、
姿勢制御装置の全体構成を示したもので、被制御部材た
る反射鏡１１は、左右両側面の中央部に突設された支持
軸１２を介して固定部１３に固定されている。固定部１
３は、レーザプリンタの本体に取付けられる反射鏡ホル
ダーであり、絶縁性を有する例えばプラスチック製であ
る。そして、固定部１３は、反射鏡１１の左右両側面及
び底面を囲むコ字状部分１３ａと、反射鏡１１の左右方
向の略中央部分において裏面及び上面と対向するＬ字状
部分１３ｂとから構成されている。尚、反射鏡１１は金
属を研磨することにより鏡面１１ａを形成している。

【００１０】前記コ字状部分１３ａの両端部には孔部１
４，１４が形成され、これら孔部１４，１４内に前記支
持軸１２，１２が挿通されている。従って、反射鏡１１
は、矢印Ａ方向に回動自在に固定部１３に支持されてい
る。また、図２に示すように、反射鏡１１の上面の左右
方向中央部とＬ字状部分１３ｂとの間には、引張りコイ
ルばね１５が取付けられている。このコイルばね１５
は、後述するコイル１６ａ〜１６ｆに通電されていない
ときには、そのばね力により反射鏡１１を固定部１３の
底面部と垂直となる姿勢に保持するように構成されてい
る。

【００１１】さて、反射鏡１１の裏面と前記Ｌ字状部分
１３ｂとの間には、姿勢保持部材たる例えば６個のコイ
ル１６ａ〜１６ｆが、前記支持軸１４を結ぶ直線即ち反
射鏡１１の回動中心を挟んで上下（回動中心線と交差す
る方向）に３個ずつ取付けられている。これらコイル１
６は、形状記憶部材例えば形状記憶剛合金の細線がコイ
ル状に形成されたものである。また、コイル１６ａ〜１
６ｆのＬ字状部分１３ｂにおける取付部位には、それぞ
れ端子部１７ａ〜１７ｆが設けられている。

【００１２】図３に示すように、各端子部１７ａ〜１７
ｆには、それぞれスイッチ１８ａ〜１８ｆを介して直流
電源１９が接続されている。また、コイル１６ａ〜１６
ｆの反射鏡１１側の端部は、反射鏡１１を介してアース
されており、同電位となっている。前記スイッチ１８ａ
〜１８ｆは、例えば機械的スイッチやリレー，トランジ
スタ等のスイッチング素子により構成することができ、
選択的にオン・オフされるように構成されている。そし
て、スイッチ１８ａ〜１８ｆのうちのいずれかをオンす
ると、対応するコイル１６ａ〜１６ｆが通電される。す
ると、コイル１６ａ〜１６ｆはその固有抵抗により自己
発熱し、所定温度以上になると記憶形状に変形、この場
合、縮んで長さ寸法が短くなるように構成されている。
従って、本実施例においては、直流電源１９が加熱手段
として機能する。

【００１３】次に、上記構成の作用を図４及び図５を参
照して説明する。まず、反射鏡１１の上部をＬ字状部分
１３ｂ側、即ち後方に向かって傾けるように反射鏡１１
の姿勢を保持する場合について説明する。複数のコイル
１６ａ〜１６ｆのうち上半部に位置するコイル１６ａ〜
１６ｃ、例えば最上部に位置するコイル１６ａに通電す
る。すると、コイル１６ａは自己発熱し、所定温度以上
になると縮んで長さ寸法が短くなる。

【００１４】この結果、図４に示すように、コイルばね
１５のばね力に抗して反射鏡１１の上部がＬ字状部分１
３ｂ側に引き寄せられ、反射鏡１１の上部が後方に傾い
た姿勢に保持される。このとき、反射鏡１１の上半部は
Ｌ字状部分１３ｂに近付くためコイル１６ｂ，１６ｃは
押し縮められ、一方、反射鏡１１の下半部はＬ字状部分
１３ｂから離れるためコイル１６ｄ〜１６ｆは引き伸ば
される。また、上半部の他のコイル１６ｂ或いはコイル
１６ｃに通電した場合も、同様に、反射鏡１１の上部が
後方に傾く姿勢に保持される。このとき、通電されるコ
イル１６ａ〜１６ｃが回動中心に近い程、反射鏡１１は
大きく傾く。

【００１５】これに対して、反射鏡１１の下部を後方に
向かって傾けるように反射鏡１１の姿勢を保持する場合
は、複数のコイル１６ａ〜１６ｆのうち上半部に位置す
るコイル１６ｄ〜１６ｆのいずれかに通電する。例え
ば、最下部に設けられたコイル１６ｆに通電すると、コ
イル１６ｆは自己発熱して所定温度以上のとき、縮んで
長さ寸法が短くなる。

【００１６】この結果、図５に示すようにコイルばね１
５のばね力に抗して反射鏡１１の下部がＬ字状部分１３
ｂ側に引き寄せられ、反射鏡１１の下部が後方に傾いた
姿勢に保持される。このとき、反射鏡１１の下半部はＬ
字状部分１３ｂに近付くためコイル１６ｅ，１６ｆは押
し縮められ、反射鏡１１の上半部はＬ字状部分１３ｂか
ら離れるためコイル１６ａ〜１６ｃは引き伸ばされる。
また、下半部の他のコイル１６ｄ或いはコイル１６ｅに
通電した場合も、同様に、反射鏡１１の下部が後方に傾
く姿勢に保持される。このとき、通電されるコイル１６
ｄ〜１６ｆが回動中心に近い程、反射鏡１１は大きく傾
く。

【００１７】このような本実施例によれば、反射鏡１１
と固定部１３との間に形状記憶合金の細線からなる複数
個のコイル１６ａ〜１６ｃを設け、コイル１６ａ〜１６
ｃを選択的に加熱することにより反射鏡１１の傾きを調
整するように構成した。そのため、従来のようなステッ
ピングモータやウォームギヤにより反射鏡１の傾きを調
整する構成と異なり、反射鏡１１の傾きを調整するため
の構成を簡単且つ安価に、しかも小形化することができ
る。

【００１８】また、複数のコイル１６ａ〜１６ｆは、反
射鏡１１の回動中心を挟んで上下に分けて配設した。そ
のため、上半部に位置するコイル１６ａ〜１６ｃに通電
したときには、反射鏡１１の上部が後方に傾き、下半部
に位置するコイル１６ｄ〜１６ｆに通電したときには、
反射鏡１１の下部が後方に傾くようになる。特に、本実
施例においては、反射鏡１１の回動中心より上部に３個
のコイル１６ａ〜１６ｃを設けると共に下部に３個のコ
イル１６ｄ〜１６ｆを設けた。そのため、通電するコイ
ル１６ａ〜１６ｆを選択することにより、反射鏡１１の
傾く側だけでなく、傾く角度を調整することができる。

【００１９】さらに、本実施例においては、コイル１６
ａ〜１６ｆに通電しコイル１６ａ〜１６ｆ自身が発熱す
ることにより所定温度以上となるように構成した。その
ため、制御したいコイル１６ａ〜１６ｆのみを確実に所
定温度以上にすることができ、その結果、反射鏡１１の
傾きの調整精度が向上する。

【００２０】図６は、本発明の第２の実施例を示してお
り、第１の実施例と異なるところを説明する。尚、同一
部分には同一符号を付している。図６は、姿勢制御装置
を後側から見た図を示し、反射鏡１１は、その上下両面
に突設された支持軸１２を介して固定部１３に支持され
ている。従って、反射鏡１１は矢印Ｂ方向に回動可能と
なる。また、固定部１３は、十字形状をなす背面部１３
ｃの上下両端部を折り曲げて構成され、この折曲部分１
３ｄに前記支持軸１２が挿通されている。

【００２１】そして、背面部１３ｃの横板部分と反射鏡
１１との間には、６個のコイル１６ａ〜１６ｆが取付け
られている。尚、端子部１７ｃに対向するコイル１６ｃ
は図示していない。これらコイル１６ａ〜１６ｆは、反
射鏡１１の回動中心を挟んで左右（回動中心線と交差す
る方向）両側にそれぞれ３個ずつ取付けられている。ま
た、これらコイル１６ａ〜１６ｆに対応して背面部１３
ｃの横板部分には、端子部１７ａ〜１７ｆが設けられて
いる。

【００２２】このような本実施例においては、反射鏡１
１の回動中心よりも図示左側に位置するコイル１６ａ〜
１６ｃのいずれかに通電したときには、反射鏡１１の図
示左半部が固定部１３側に傾くように、また、反射鏡１
１の回動中心よりも図示右側に位置するコイル１６ｄ〜
１６ｆのいずれかに通電したときには、反射鏡１１の図
示右半部が固定部１３側に傾くように反射鏡１１の姿勢
を調整することができる。そして、この場合も、通電す
るコイル１６ａ〜１６ｆが反射鏡１１の回動中心に近い
程、反射鏡１１を大きく傾けることができる。尚、上記
した以外の第２の実施例の構成は第１の実施例の構成と
同じであり、従って、第１の実施例と同様の作用効果を
得ることができる。

【００２３】また、第１実施例と第２実施例を組合せた
構造として上下左右方向への回動を行うことも可能であ
る。さらに、上記第１及び第２の実施例においては、反
射鏡１１を矢印Ａ方向或いは矢印Ｂ方向のいずれかの方
向に回動させて傾ける場合について説明した。これに対
して、例えば、図７に示す他の実施例のように、固定部
１３を背面部１３ｅと底面部１３ｆとから構成し、背面
部１３ｅに上下及び左右に並んで複数の端子部２１を設
け、これら端子部２１と反射鏡１１の裏面との間に、複
数のコイルを配設するように構成することも可能であ
る。

【００２４】この場合、図８に示すように、反射鏡１１
の下面に球体２３を設けると共に、底面部１３ｆに窪み
２４を設け、この窪み２４内に前記球体２３を嵌込むよ
うに構成すると、通電するコイルに応じて反射鏡１１を
全方向に傾けることができる。或いは、図９に示すよう
に、底面部１３ｆに溝２５を設け、この溝２５内を球体
２３が摺動するように構成した場合には、通電するコイ
ル２２に応じて反射鏡１１を傾けたり、或いは全コイル
に通電したり断電したりすることにより前後方向に移動
させることができる。

【００２５】尚、本発明は上記した実施例に限らず、例
えば、形状記憶部材は、所定温度以上になると記憶され
た形状となる樹脂でも良く、また、姿勢保持部材は、コ
イル状に限らず棒状や線状のような他の形状としても良
く、さらに、被制御部材は反射鏡に限らない等、種々の
変形が可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の部材の姿勢制御装置によれば、所定温度以上のとき記
憶形状となる形状記憶部材により形成された複数の姿勢
保持部材を、固定部と被制御部材との間に設け、加熱手
段により前記複数の姿勢保持部材を選択的に加熱するよ
うに構成したので、簡単な構成で被制御部材の姿勢を調
整することができ、しかも、装置全体の小形化を図るこ
とができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す反射装置の斜視図

【図２】縦断側面図

【図３】電気的構成を概略的に示す図

【図４】反射鏡が傾いた状態の一例を示す縦断側面図

【図５】反射鏡が傾いた状態の一例を示す縦断側面図

【図６】本発明の第２の実施例を示す反射装置を背面側
から見た斜視図

【図７】本発明の他の実施例を示す図６相当図

【図８】反射鏡と固定部の分解斜視図

【図９】他の例を示す図８相当図

【図１０】従来例を示す光走査装置全体の斜視図

【符号の説明】

図中、１１は反射鏡（被制御部材）、１３は固定部、１
６ａ〜１６ｆはコイル（姿勢保持部材）、１９は直流電
源（加熱手段）を示す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定部に回動自在に保持された被制御部
   材と、 所定温度以上のとき記憶形状となる形状記憶部材により
   形成され、前記固定部に対して前記被制御部材を保持す
   る複数の姿勢保持部材と、 前記複数の姿勢保持部材を選択的に加熱する加熱手段と
   を備えたことを特徴とする部材の姿勢制御装置。
2. 【請求項２】 姿勢保持部材は、離れた複数の部位に設
   けられ、 前記姿勢保持部材を選択的に加熱することにより被制御
   部材の傾きを調整するように構成されていることを特徴
   とする請求項１記載の部材の姿勢制御装置。
3. 【請求項３】 被制御部材は、全ての姿勢保持部材を加
   熱することにより平行移動が可能であることを特徴とす
   る請求項１または２記載の部材の姿勢制御装置。
4. 【請求項４】 加熱手段は、姿勢保持部材に通電するこ
   とにより前記姿勢保持部材を発熱させる自己発熱手段で
   あることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
   載の部材の姿勢制御装置。
5. 【請求項５】 姿勢保持部材は、コイル状をなしている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   部材の姿勢制御装置。