JP2006220745A - Micromirror scanner and laser optical scanner using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電圧を印加することによって生じる静電力を用いてマイクロミラーを揺動させるように構成されたマイクロミラースキャナ及びこれを用いたレーザ光走査装置に関し、特に温度の変化によって生じるマイクロミラーの振れ角の変動を補正し、温度が変化しても常に一定の振れ角でマイクロミラーを揺動させることが可能なマイクロミラースキャナ及びこれを用いたレーザ光走査装置に関する。 The present invention relates to a micromirror scanner configured to oscillate a micromirror using an electrostatic force generated by applying an AC voltage, and a laser beam scanning device using the micromirror scanner, and more particularly to a micromirror generated by a change in temperature. The present invention relates to a micromirror scanner capable of correcting fluctuations in the deflection angle of the micromirror so that the micromirror can always be swung at a constant deflection angle even when the temperature changes, and a laser beam scanning apparatus using the micromirror scanner.
従来より、レーザを用いたプリンタ、複写機、プロジェクタ等に使用されるレーザ光走査装置の走査機構として、ポリゴンミラースキャナが多用されている。斯かるポリゴンミラースキャナは、軸周りに回転駆動される多角柱状のポリゴンミラーを具備し、レーザ光源から出射したレーザ光を前記ポリゴンミラーの反射面で逐次反射させることにより、レーザ光を走査することが可能とされている。 Conventionally, a polygon mirror scanner has been widely used as a scanning mechanism of a laser beam scanning device used in a printer, a copying machine, a projector, or the like using a laser. Such a polygon mirror scanner includes a polygonal columnar polygon mirror that is driven to rotate about an axis, and scans the laser beam by sequentially reflecting the laser beam emitted from the laser light source on the reflecting surface of the polygon mirror. Is possible.
一方、近年では装置の小型化の要請により、上記ポリゴンミラースキャナに代えて、シリコンなどの半導体製造プロセス等における技術を応用して種々の機械要素の小型化を実現するMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いて作製されるマイクロミラースキャナが種々提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。斯かるマイクロミラースキャナには、シリコン基材にMEMS技術を用いて、サスペンションビームによって揺動可能に支持されたマイクロミラーや、マイクロミラーを揺動駆動するための交流電圧が印加される電極などが形成されており、前記電極間に交流電圧を印加することによって生じる静電力によってマイクロミラーが揺動するように構成されている。そして、マイクロミラーの固有振動数(共振周波数)と一致する周波数の交流電圧を印加することにより生じる共振現象によって、小さな駆動力でも大きなマイクロミラーの振れ角(揺動する角度範囲)を得ることを可能としている。
しかしながら、上記のようなシリコン基材の共振現象を利用したマイクロミラースキャナには、温度変化によってシリコン基材のヤング率が変化し、これに伴い共振特性(最大共振周波数)が変化するため、揺動周波数を一定とした場合(印加する交流電圧の周波数を一定とした場合)には、マイクロミラーの振れ角が温度変化によって変動してしまうという問題がある。一例を挙げて説明すれば、マイクロミラーの温度が変化しても印加する交流電圧の周波数を変更しない限り揺動周波数は変化しないものの、図5に示すように、マイクロミラーの温度が上昇するに従って、マイクロミラーの振れ角が小さくなってしまうという問題がある。このようにマイクロミラーの振れ角が変動すれば、マイクロミラーに向けて照射したレーザ光の反射光が走査される範囲が変動することになる。従って、レーザプリンタのように一定の周波数でレーザ光を走査させる必要がある場合には、マイクロミラーの揺動周波数も一定としなければならず、その結果、前述のように温度によって走査範囲が変動してしまうという問題が生じる。 However, in the micromirror scanner using the resonance phenomenon of the silicon substrate as described above, the Young's modulus of the silicon substrate changes due to temperature change, and the resonance characteristics (maximum resonance frequency) change accordingly. When the dynamic frequency is constant (when the frequency of the AC voltage to be applied is constant), there is a problem that the deflection angle of the micromirror fluctuates due to temperature change. For example, even if the temperature of the micromirror changes, the oscillation frequency does not change unless the frequency of the AC voltage to be applied is changed, but as the temperature of the micromirror increases as shown in FIG. There is a problem that the deflection angle of the micromirror becomes small. If the deflection angle of the micromirror varies in this way, the range in which the reflected light of the laser beam irradiated toward the micromirror is scanned varies. Therefore, when it is necessary to scan the laser beam at a constant frequency as in a laser printer, the oscillation frequency of the micromirror must also be constant. As a result, the scanning range varies depending on the temperature as described above. The problem of end up occurs.
特許文献1及び2には、上記のようなマイクロミラーの振れ角の温度依存性について開示も示唆もなく、従ってマイクロミラーの振れ角の変動を補正することについても当然開示も示唆もなされていない。
In
本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、温度の変化によって生じるマイクロミラーの振れ角の変動を補正し、温度が変化しても常に一定の振れ角でマイクロミラーを揺動させることが可能なマイクロミラースキャナ及びこれを用いたレーザ光走査装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such a problem of the prior art, corrects fluctuations in the deflection angle of the micromirror caused by temperature changes, and always maintains a constant deflection angle even when the temperature changes. It is an object of the present invention to provide a micromirror scanner capable of swinging a laser beam and a laser beam scanning device using the same.
斯かる課題を解決するべく、本発明は、揺動可能に支持されたマイクロミラーと、当該マイクロミラーを静電力を利用して揺動駆動するための電極間に交流電圧を印加する交流電源とを具備するマイクロミラースキャナであって、前記マイクロミラーに向けて照射したレーザ光の反射光が前記マイクロミラーの揺動に応じて走査される所定位置に配設された光検出素子と、前記光検出素子によって前記反射光が検出されたタイミングに基づいて、前記交流電源によって印加される交流電圧の電圧値を調整する演算制御装置とを更に備え、前記演算制御装置は、前記光検出素子によって前記反射光が検出されたタイミングと予め定めたタイミングとのずれ量を検出し、当該検出したずれ量を前記マイクロミラーの振れ角変動量に換算し、当該換算した振れ角変動量を補正するように前記交流電圧の電圧値を調整することを特徴とするマイクロミラースキャナを提供するものである。 In order to solve such a problem, the present invention provides a micromirror supported so as to be swingable, and an AC power source for applying an AC voltage between electrodes for swinging the micromirror using an electrostatic force. A photodetecting element disposed at a predetermined position where reflected light of laser light irradiated toward the micromirror is scanned in accordance with oscillation of the micromirror, and the light And a calculation control device that adjusts a voltage value of an AC voltage applied by the AC power source based on a timing at which the reflected light is detected by the detection element. A deviation amount between the timing when the reflected light is detected and a predetermined timing is detected, the detected deviation amount is converted into a deflection angle fluctuation amount of the micromirror, and the conversion is performed. There is provided a micro mirror scanner, characterized by adjusting the voltage value of the AC voltage so as to correct the the deflection angle variation.
斯かる発明によれば、マイクロミラーに向けて照射したレーザ光の反射光がマイクロミラーの揺動に応じて走査される所定位置に光検出素子が配設される。ここで、マイクロミラーの温度が変化しても、印加する交流電圧の周波数が一定である限りマイクロミラーの揺動周波数は変化しないがその振れ角が変動するため、光検出素子によって反射光が検出されるタイミングも、マイクロミラーの温度に応じて変動することになる。本発明によれば、光検出素子によって反射光が検出されたタイミングと予め定めたタイミング(例えば、マイクロミラーが適切な振れ角である場合に反射光が検出されるであろうタイミングを予め定めたタイミングとして設定する)とのずれ量(ずれ時間)が演算制御装置によって検出されることになる。そして、演算制御装置は、検出したずれ量をマイクロミラーの振れ角変動量に換算する。より具体的に説明すれば、例えば、演算制御装置には、ずれ量と振れ角変動量との対応関係が予め記憶され、当該記憶した対応関係に基づいて前記検出したずれ量を振れ角変動量に換算することになる。さらに、演算制御装置は、換算した振れ角変動量を補正するように交流電圧の電圧値を調整する。より具体的に説明すれば、演算制御装置には、例えば、交流電圧の電圧値とマイクロミラーの振れ角との対応関係(ほぼ比例関係になる)が予め記憶され、当該記憶した対応関係に基づいて振れ角変動量が0となるように(すなわち、調整後の振れ角が前記予め定めたタイミングに対応する振れ角と等しくなるように)、交流電圧の電圧値を調整することになる。従って、以上の構成を有する本発明に係るマイクロミラースキャナによれば、温度の変化によって生じるマイクロミラーの振れ角の変動が補正され、温度が変化しても常に一定の振れ角でマイクロミラーを揺動させることが可能である。 According to such an invention, the light detection element is disposed at a predetermined position where the reflected light of the laser beam irradiated toward the micromirror is scanned in accordance with the oscillation of the micromirror. Here, even if the temperature of the micromirror changes, the oscillation frequency of the micromirror does not change as long as the frequency of the AC voltage to be applied is constant, but the deflection angle fluctuates, so that the reflected light is detected by the photodetector. The timing to be changed also depends on the temperature of the micromirror. According to the present invention, the timing at which the reflected light is detected by the light detection element and the predetermined timing (for example, the timing at which the reflected light will be detected when the micromirror has an appropriate deflection angle are determined in advance. The shift amount (shift time) with respect to (set as timing) is detected by the arithmetic and control unit. Then, the arithmetic and control unit converts the detected deviation amount into the deflection angle fluctuation amount of the micromirror. More specifically, for example, in the arithmetic and control unit, a correspondence relationship between the deviation amount and the deflection angle variation amount is stored in advance, and the detected deviation amount is converted into the deflection angle variation amount based on the stored correspondence relationship. Will be converted to. Furthermore, the arithmetic and control unit adjusts the voltage value of the AC voltage so as to correct the converted deflection angle fluctuation amount. More specifically, for example, the arithmetic control device stores in advance a correspondence relationship (which is substantially proportional) between the voltage value of the AC voltage and the deflection angle of the micromirror, and based on the stored correspondence relationship. Therefore, the voltage value of the AC voltage is adjusted so that the fluctuation angle fluctuation amount becomes 0 (that is, the adjusted deflection angle becomes equal to the deflection angle corresponding to the predetermined timing). Therefore, according to the micromirror scanner of the present invention having the above-described configuration, fluctuations in the swing angle of the micromirror caused by changes in temperature are corrected, and the micromirror is always shaken at a constant swing angle even if the temperature changes. It is possible to move.
また、本発明は、前記マイクロミラースキャナと、前記マイクロミラースキャナが具備する前記マイクロミラーに向けてレーザ光を出射するレーザ光源とを備えることを特徴とするレーザ光走査装置としても提供される。 The present invention is also provided as a laser beam scanning device comprising the micromirror scanner and a laser light source that emits laser light toward the micromirror included in the micromirror scanner.
本発明に係るマイクロミラースキャナによれば、温度の変化によって生じるマイクロミラーの振れ角の変動が補正され、温度が変化しても常に一定の振れ角でマイクロミラーを揺動させることが可能である。 According to the micromirror scanner of the present invention, fluctuations in the deflection angle of the micromirror caused by changes in temperature are corrected, and the micromirror can always be swung at a constant deflection angle even if the temperature changes. .
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について、レーザプリンタに適用する場合を例に挙げて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking as an example the case of application to a laser printer.
図1は、本発明の一実施形態に係るマイクロスキャナを具備するレーザ光走査装置の概略構成を示す図であり、図1(a)はレーザ光走査装置の概略構成を、図1(b)は光検出素子の位置関係を示す。図1(a)に示すように、本実施形態に係るレーザ光走査装置100は、マイクロミラースキャナ10と、後述するようにマイクロミラースキャナ10が具備するマイクロミラーに向けてレーザ光Lを出射するレーザ光源(本実施形態ではレーザダイオード)20とを備えている。その他、本実施形態に係るレーザ光走査装置100は、レーザ光源20から出射されたレーザ光Lを平行光にするためのコリメータレンズ30と、前記マイクロミラーにおけるレーザ光Lの反射光L’を感光体P上で結像するためのfθレンズ40及びシリンドリカルミラー50とを備えている。以上の構成を有するレーザ光走査装置100において、マイクロミラースキャナ10が具備するマイクロミラーを揺動させることにより、レーザ光源20から出射したレーザ光Lの反射光L’が感光体P上でプリント幅分だけ走査されることになる。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser beam scanning apparatus including a micro scanner according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A illustrates a schematic configuration of the laser beam scanning apparatus, and FIG. Indicates the positional relationship of the light detection elements. As shown in FIG. 1A, a laser
マイクロミラースキャナ10は、マイクロミラーデバイス1と、交流電源2と、光検出素子(本実施形態ではフォトダイオード)3と、演算制御装置4とを備えている。
The
図2Aは、本実施形態に係るマイクロミラーデバイスの概略構成を示す斜視図である。また、図2Bは、図2Aに示すマイクロミラーデバイスの上層基板の概略構成を示す平面図であり、図2Cは、図2Aに示すマイクロミラーデバイスの下層基板の概略構成を示す平面図である。図2A〜図2Cに示すように、本実施形態に係るマイクロミラーデバイス1は、シリコン材から形成された上層基板1Aと絶縁材料(例えばガラス材)から形成された下層基板1Bとが上下に積層された構造を有している。なお、本実施形態に係るマイクロミラーデバイス1は、エッチングや成膜など公知のMEMS技術を適用することにより当業者であれば容易に作製することが可能であるため、その具体的な製造方法については説明を省略する。
FIG. 2A is a perspective view illustrating a schematic configuration of the micromirror device according to the present embodiment. 2B is a plan view showing a schematic configuration of an upper layer substrate of the micromirror device shown in FIG. 2A, and FIG. 2C is a plan view showing a schematic configuration of a lower layer substrate of the micromirror device shown in FIG. 2A. As shown in FIGS. 2A to 2C, the
図2A又は図2Bに示すように、上層基板1Aには、中央に楕円状のマイクロミラー11が形成されていると共に、その揺動軸(図2Bに示すX軸)方向両端部に、それぞれ接続部12を介してサスペンションビーム13A、13Bが形成されており、マイクロミラー11はサスペンションビーム13A、13Bによって揺動軸周りに揺動可能に支持されている。
As shown in FIG. 2A or 2B, the upper substrate 1A has an
サスペンショビーム13A、13Bの揺動軸方向端部(マイクロミラー11に接続されている側と反対側の端部)は、S字型トーションバー構造のヒンジ15A、15Nを介して、アンカーとなる接着パッド14A、14Bにそれぞれ接続されている。また、サスペンショビーム13Aには、接着パッド14C〜14Eと、S字型トーションバー構造のヒンジ15B〜15Gとが形成されており、ヒンジ15B及び15Cは接着パッド14Cに、ヒンジ15D及び15Eは接着パッド14Dに、ヒンジ15F及び15Gは接着パッド14Eにそれぞれ接続されている。同様にして、サスペンショビーム13Bには、接着パッド14F〜14Hと、S字型トーションバー構造のヒンジ15H〜15Mとが形成されており、ヒンジ15H及び15Iは接着パッド14Fに、ヒンジ15J及び15Kは接着パッド14Gに、ヒンジ15L及び15Mは接着パッド14Hにそれぞれ接続されている。
The ends of the suspension beams 13A and 13B in the swing axis direction (the end opposite to the side connected to the micromirror 11) are bonded as anchors via the
また、サスペンションビーム13A、13Bの揺動軸と直交する軸(図2Bに示すY軸)方向の端部には、電極としてY軸方向に延びる揺動櫛歯18A、18Bが形成されており、上層基板1Aの本体19に形成された電極としてのY軸方向に延びる固定櫛歯19A、19Bと揺動軸方向に沿って交互に配置されている。
Further, swinging
一方、図2Cに示すように、下層基板1Bには、上層基板1Aに形成されたマイクロミラー11とサスペンションビーム13A、13Bとを揺動軸周りに揺動可能とするべく、マイクロミラー11に対応する位置に楕円形の掘り込み領域16が形成され、サスペンションビーム13A、13Bに対応する位置に矩形の掘り込み領域16A、16Bが形成されている。また、下層基板1Bには、上層基板1Aと下層基板1Bとが積層された状態で上層基板1Aに形成された接着パッド14A〜14Hの裏面をそれぞれ固着するべく、固定用パッド17A〜17Hが形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2C, the
以上に説明した構成を有するマイクロミラーデバイス1において、揺動櫛歯18A、18Bと固定櫛歯19A、19Bとの間に交流電源2から交流電圧を印加すれば、揺動櫛歯18A、18Bと固定櫛歯19A、19Bとの間に静電力が作用し、これによりマイクロミラー11は、接着パッド14C〜14Hを固定端とし、ヒンジ15A〜15Nの弾性力に抗しながら揺動軸周りに揺動することになる。
In the
図1(a)に示すように、交流電源2は、マイクロミラーデバイス1が具備する電極(すなわち、揺動櫛歯18A、18B及び固定櫛歯19A、19B)に接続されており、前記電極間に交流電圧を印加する。なお、交流電源2によって印加される交流電圧の周波数(揺動周波数)及び電圧値は、演算制御装置4によって制御可能に構成されている。
As shown in FIG. 1 (a), the AC power source 2 is connected to the electrodes (that is, the swinging
図1(a)に示すように、光検出素子3は、レーザ光源20からマイクロミラー11に向けて照射したレーザ光Lの反射光L’がマイクロミラー11の揺動に応じて走査される所定位置に配設されており、反射光L’が光検出素子3の光電変換面に入射した時に演算制御装置4に対して検出信号を出力するように構成されている。より具体的に説明すれば、図1(a)又は図1(b)に示すように、光検出素子3は、温度変化によって最もマイクロミラー11の振れ角が小さくなる場合における走査範囲の端部位置を通る反射光L1’よりも内方で、且つ、有効走査範囲(実際にプリント幅として使用する走査範囲)の端部位置を通る反射光L2’よりも外方の位置に配設される。なお、光検出素子3としては、従来のポリゴンミラースキャナで用いられている走査方向(水平方向)の同期をとるための光検出素子をそのまま用いることも可能である。
As shown in FIG. 1A, the
図1(a)に示すように、演算制御装置4は、光検出素子3及び交流電源2に接続されており、光検出素子3によって反射光L’が検出されたタイミング(すなわち、光検出素子3から前記検出信号が出力されたタイミング)に基づいて、交流電源2によって印加される交流電圧の電圧値を調整するように構成されている。以下、図3を適宜参照しつつ、演算制御装置4の動作についてより具体的に説明する。
As shown in FIG. 1A, the arithmetic and control unit 4 is connected to the
図3は、本実施形態に係る演算制御装置の動作を説明するための説明図であり、図3(a)は温度の変化によって生じるマイクロミラーの振れ角の変動を示す説明図を、図3(b)は温度の変化によって生じる光検出素子の出力信号の変動を表すタイムチャートを示す。図3(a)に示すように、マイクロミラー11の温度がT1からT2に変化すれば、マイクロミラー11の振れ角(マイクロミラー11が揺動する角度範囲を意味し、走査領域の中心位置Cを通る反射光L’の光路と走査領域の端部を通る反射光L’の光路とが成す角に等しい)がθ1からθ2に変動することになる。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the operation of the arithmetic and control unit according to the present embodiment. FIG. 3A is an explanatory diagram showing fluctuations in the deflection angle of the micromirror caused by a change in temperature. (B) shows the time chart showing the fluctuation | variation of the output signal of the photon detection element which arises with the change of temperature. As shown in FIG. 3A, if the temperature of the micromirror 11 changes from T1 to T2, the deflection angle of the micromirror 11 (meaning the range of angles in which the
より具体的に説明すれば、マイクロミラー11の温度がT1である時、マイクロミラー11が揺動することによりその反射光L’は、点Cを通り点C1に到達するまで図3(a)の紙面右方向に走査され、点C1に到達した後には点Cを経て点C1’に到達するまで図3(a)の紙面左方向に走査される。そして、点C1’に到達した後には点Cを経て点C1に到達するまで図3(a)の紙面右方向に走査される。以上の動作が繰り返され、反射光L’は点C1と点C1’とを結ぶ線分上を往復走査されることになる。一方、マイクロミラー11の温度がT2である時、マイクロミラー11が揺動することによりその反射光L’は、点Cを通り点C2に到達するまで図3(a)の紙面右方向に走査され、点C2に到達した後には点Cを経て点C2’に到達するまで図3(a)の紙面左方向に走査される。そして、点C2’に到達した後には点Cを経て点C2に到達するまで図3(a)の紙面右方向に走査される。以上の動作が繰り返され、反射光L’は点C2と点C2’とを結ぶ線分上を往復走査されることになる。
More specifically, when the temperature of the
ここで、マイクロミラー11の温度がT1からT2に変化することにより、上記のようにその振れ角はθ1からθ2に変動するが、マイクロミラー11の揺動周波数は変化しない。すなわち、マイクロミラー11の温度がT1の時に、反射光L’が点Cを通ってから点C1、点C、点C1’を経て再び点Cを通るまでに要する時間(揺動周期)と、マイクロミラー11の温度がT2の時に、反射光L’が点Cを通ってから点C2、点C、点C2’を経て再び点Cを通るまでに要する時間(揺動周期)とは等しいことになる。換言すれば、マイクロミラー11の温度がT1の時に、反射光L’が点Cを通ってから点C1に到達するまでに要する時間(揺動周期の1/4)と、マイクロミラー11の温度がT2の時に、反射光L’が点Cを通ってから点C2に到達するまでに要する時間(揺動周期の1/4)とは、等しい時間(図3(b)に示す時間T)となる。
Here, when the temperature of the micromirror 11 changes from T1 to T2, the deflection angle changes from θ1 to θ2 as described above, but the oscillation frequency of the
従って、図3(a)に示すように光検出素子3の配設位置が固定されている限り、図3(b)に示すように、反射光L’が点Cを通過してから最初に点C1又は点C2に到達するまでの時間において、温度T1の時の光検出素子3の検出信号D1(光検出素子3に反射光L’が入射したことを示すオン信号)の方が、温度T2の時の光検出素子3の検出信号D2よりも遅れて出力されることになる。
Therefore, as long as the arrangement position of the
演算制御装置4は、光検出素子3によって反射光が検出されたタイミング(すなわち、図3(b)に示す検出信号D1、D2が出力されたタイミング)と予め定めたタイミング(図3(b)に示す基準信号Dが出現するタイミング)とのずれ量(ずれ時間)を検出するように構成されている。より具体的には、目標とするタイミング(マイクロミラー11が予め設定した適切な振れ角θである場合に光検出素子3によって反射光L’が検出されるであろうタイミング)で出現し、マイクロミラー11の揺動周波数(交流電源2によって印加される交流電圧の周波数)に同期した基準信号Dを発生させる一方、光検出素子3の検出信号D1(D2)をマイクロミラー11の揺動周波数(交流電源2によって印加される交流電圧の周波数)に同期させ、各信号D、D1(D2)を適宜のコンパレータ等で検出する。そして、検出した各信号D、D1(D2)の時間差を適宜のカウンタ等で計数することにより、前記ずれ量(ずれ時間)を算出するように構成されている。
The arithmetic control device 4 has a timing at which reflected light is detected by the light detection element 3 (that is, a timing at which the detection signals D1 and D2 shown in FIG. 3B are output) and a predetermined timing (FIG. 3B). (A timing at which the reference signal D shown in FIG. 1 appears) is detected. More specifically, it appears at a target timing (timing at which the reflected light L ′ will be detected by the
なお、マイクロミラー11は揺動するため、前述のように反射光L’は往復走査され、一揺動周期の間に光検出素子3に2回(往路及び復路でそれぞれ1回ずつ)入射することになる。これにより、光検出素子3の検出信号D1(D2)は、一揺動周期の間に2回出力されることになる。従って、演算制御装置4は、適宜の分周回路等を具備することにより、反射光L’の往路又は復路の何れか一方に対応する検出信号のみを抽出し、検出信号D1(D2)とするように構成されている。
Since the
また、演算制御装置4には、前記ずれ量(ずれ時間)と振れ角変動量(振れ角θ1(θ2)と適切な振れ角θとの差)との対応関係が予め記憶されている。斯かる対応関係は、振れ角θ、マイクロミラー11の揺動周波数、光検出素子3の配設位置等に基づいて理論的に求めても良いし、実験的に算出することも可能である。そして、演算制御装置4は、前記記憶した対応関係に基づき、前記算出したずれ量(ずれ時間)を振れ角変動量に換算する。
Further, the arithmetic control device 4 stores in advance a correspondence relationship between the deviation amount (deviation time) and the deflection angle fluctuation amount (difference between the deflection angle θ1 (θ2) and the appropriate deflection angle θ). Such a correspondence relationship may be theoretically obtained based on the deflection angle θ, the oscillation frequency of the
さらに、演算制御装置4には、マイクロミラー11の温度が所定の一定温度(例えば、室温)である場合における、交流電源2によって印加される交流電圧の電圧値とマイクロミラー11の振れ角との対応関係が予め記憶されている。斯かる対応関係は、実験的に算出することが可能であり、図4に示すように、ほぼ比例関係になる。そして、演算制御装置4は、前記記憶した対応関係に基づいて振れ角変動量が0となるように(すなわち、調整後の振れ角が適切な振れ角θと等しくなるように)、交流電圧の電圧値を調整することになる。より具体的に説明すれば、図4に示すように、振れ角がθよりも小さいθ1である場合(すなわち、振れ角変動量がθ1−θ<0である場合)には、調整前の交流電圧の電圧値をV−V1だけ上昇させる一方、振れ角がθよりも大きいθ2である場合(すなわち、振れ角変動量がθ2−θ>0である場合)には、調整前の交流電圧の電圧値をV2−Vだけ低減するように調整することになる。
Further, the arithmetic and control unit 4 has a relationship between the voltage value of the AC voltage applied by the AC power supply 2 and the deflection angle of the
従って、以上に説明した構成を有するマイクロスキャナー10によれば、温度の変化によって生じるマイクロミラー11の振れ角の変動が補正され、温度が変化しても常に一定の振れ角θでマイクロミラー11を揺動させることが可能である。これにより、一定の周波数でレーザ光を走査させるレーザ光走査装置100の走査幅(マイクロミラー11におけるレーザ光Lの反射光L’の感光体P上での走査幅)が温度に関わらず安定することになるため、レーザプリンタの走査機構として用いる上で非常に好ましいものである。
Therefore, according to the
1・・・マイクロミラーデバイス
2・・・交流電源
3・・・光検出素子
4・・・演算制御装置
10・・・マイクロミラースキャナ
11・・・マイクロミラー
20・・・レーザ光源
100・・・レーザ光走査装置
L・・・レーザ光
L’・・・反射光
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記マイクロミラーに向けて照射したレーザ光の反射光が前記マイクロミラーの揺動に応じて走査される所定位置に配設された光検出素子と、
前記光検出素子によって前記反射光が検出されたタイミングに基づいて、前記交流電源によって印加される交流電圧の電圧値を調整する演算制御装置とを更に備え、
前記演算制御装置は、前記光検出素子によって前記反射光が検出されたタイミングと予め定めたタイミングとのずれ量を検出し、当該検出したずれ量を前記マイクロミラーの振れ角変動量に換算し、当該換算した振れ角変動量を補正するように前記交流電圧の電圧値を調整することを特徴とするマイクロミラースキャナ。 A micromirror scanner comprising a micromirror supported so as to be swingable, and an AC power source for applying an AC voltage between electrodes for driving the micromirror to swing using an electrostatic force,
A light detecting element disposed at a predetermined position where reflected light of the laser light irradiated toward the micromirror is scanned in accordance with the swing of the micromirror;
An arithmetic control device that adjusts the voltage value of the AC voltage applied by the AC power source based on the timing at which the reflected light is detected by the photodetecting element;
The arithmetic and control unit detects a deviation amount between a timing at which the reflected light is detected by the light detection element and a predetermined timing, converts the detected deviation amount into a deflection angle fluctuation amount of the micromirror, A micromirror scanner characterized by adjusting the voltage value of the AC voltage so as to correct the converted deflection angle fluctuation amount.
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