(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、ねじり振動モードによる反射鏡の反射面の凹凸を抑制することで、その反射面を反射する画像のひずみを抑制できる光偏向機を提供することを目的とする。【解決手段】上記課題を解決するため、本発明の光偏向機１は、光ビームを偏向するものであって、前記光ビームを反射する反射鏡２と、該反射鏡２の一端を把持する第一の把持部３ａと、該第一の把持部３ａに連結した第一の回転軸４ａを回転させる第一の駆動部と、該反射鏡の他端を把持する第二の把持部３ｂと、該第二の把持部３ｂに連結した第二の回転軸４ｂを回転させる第二の駆動部と、を具備するものとした。【選択図】図１
2019191402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを偏向する光偏向機であって、
前記光ビームを反射する反射鏡と、
該反射鏡の一端を把持する第一の把持部と、
該第一の把持部に連結した第一の回転軸を回転させる第一の駆動部と、
該反射鏡の他端を把持する第二の把持部と、
該第二の把持部に連結した第二の回転軸を回転させる第二の駆動部と、
を具備することを特徴とする光偏向機。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向機において、
前記第一の駆動部は、前記第一の回転軸の外周に設けた第一の永久磁石と、該第一の永久磁石の外周に設けた第一のコイルと、を備え、
前記第二の駆動部が、前記第二の回転軸の外周に設けた第二の永久磁石と、該第二の永久磁石の外周に設けた第二のコイルと、を備えたものであり、
前記反射鏡の中心より前記第一の駆動部側のイナーシャをＪ１、前記反射鏡の中心より前記第二の駆動部側のイナーシャをＪ２、前記第一の駆動部の回転力をＦ１、前記第二の駆動部の回転力をＦ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｆ１：Ｆ２
【請求項３】
請求項１に記載の光偏向機において、
前記第一の駆動部は、前記第一の回転軸の外周に設けた第一の永久磁石と、該第一の永久磁石の外周に設けた第一のコイルと、を備え、
前記第二の駆動部が、前記第二の回転軸の外周に設けた第二の永久磁石と、該第二の永久磁石の外周に設けた第二のコイルと、を備えたものであり、
前記反射鏡の中心より前記第一の駆動部側のイナーシャをＪ１、前記反射鏡の中心より前記第二の駆動部側のイナーシャをＪ２、前記第一の駆動部のトルク定数をＴ１、前記第二の駆動部のトルク定数をＴ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｔ１：Ｔ２
【請求項４】
請求項３に記載の光偏向機において、
前記第一のコイルのターン数をＮ１、前記第二のコイルのターン数をＮ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｎ１：Ｎ２
【請求項５】
請求項１に記載の光偏向機において、
前記第一の駆動部は、前記第一の回転軸の外周に設けた第一の永久磁石と、該第一の永久磁石の外周に設けた第一のコイルと、を備え、
前記第二の駆動部が、前記第二の回転軸の外周に設けた第二の永久磁石と、該第二の永久磁石の外周に設けた第二のコイルと、を備えたものであり、
前記反射鏡の中心より前記第一の駆動部側のイナーシャをＪ１、前記反射鏡の中心より前記第二の駆動部側のイナーシャをＪ２、両駆動部のトルク定数を同等、前記第一のコイルの供給電流をＩ１、前記第二のコイルの供給電流をＩ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｉ１：Ｉ２
【請求項６】
回転軸と、反射鏡と、回転角度検出器と、前記反射鏡を前記回転軸に取り付ける把持部と、前記回転軸を支持する軸受部を持ち、前記回転軸上に複数の駆動部を持つことを特徴とする光偏向機。
【請求項７】
請求項６に記載の光偏向機において、
各駆動部で発生する回転力が異なることを特徴とする光偏向機。
【請求項８】
請求項７に記載の光偏向機において、
各駆動部のトルク定数が異なることを特徴とする光偏向機。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の光偏向機を制御する光偏向機制御装置であって、
各駆動部に供給する駆動電流の大きさを独立して調整する電流量調整部を持つことを特徴とする光偏向機制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光偏向機制御装置において、
前記電流量調整部での電流量の増幅量を自動で設定するゲイン決定部を持つことを特徴とする光偏向機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを偏向する光偏向機、および、光偏向機を制御する光偏向機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビームを偏向する光偏向機として、ガルバノ式光偏向機が知られている。図７は、従来の可動磁石型のガルバノ式光偏向機１００の横断図である。このガルバノ式光偏向機１００は、光ビームを偏向する反射鏡２と、反射鏡２の一端を把持する把持部３と、把持部３と一端を連結した回転軸４と、回転軸４の外周に設けた永久磁石５と、回転軸４の両端を支持する一対の軸受６と、永久磁石５の外周に設けた略円筒状のヨーク７と、ヨーク７の内周に設けたコイル８と、回転軸４の他端側に設けた角度検出器９と、それらを覆う筐体１２で構成される。なお、角度検出器９は、回転軸４の他端に取り付けた略円盤状のスケール１０と、スケール１０上のスリットを読み取る光学ピックアップ１１で構成される。
【０００３】
このように構成したガルバノ式光偏向機１００は、回転軸４の回転と連動して反射鏡２とスケール１０が同じ回転角度θだけ回転するものであり、その回転力発生源は、回転軸４と永久磁石５からなる回転子と、ヨーク７とコイル８からなる固定子と、により構成される揺動型電磁アクチュエータである。そして、図示しない駆動アンプからコイル８に所定の電圧を印加すると、コイル８に流れる所定の電流と、永久磁石５の磁場により電磁力が生じ、回転軸４が所定の回転角度θだけ回転し、それにより反射鏡２とスケール１０も同じ回転角度θだけ回転する。このとき、角度検出器９は、光学ピックアップ１１によるスケール１０の観測結果に基づいて反射鏡２の回転角度θを検出することができる。そして、ガルバノ式光偏向機１００は、反射鏡２の回転角度θが目標角度θｔと一致するように正確な位置決めを実現するためのサーボ機構であることから、角度検出器９の出力信号（以下、「角度検出信号Ｓθ」という）を用いたフィードバックによるサーボ制御が行われる。
【０００４】
図７に示した、片持ち型のガルバノ式光偏向機１００は、図８、図９を用いて後述するように、回転軸４まわりに反射鏡２がねじれる振動モード（以下、「ねじり振動モード」という）を持つ。このねじり振動モードは回転力によって励起され、また、回転力の大きさは動作の高速化に伴い増大する。ねじり振動モードが励起されると、反射鏡の反射面に凹凸が生じるため、反射の前後で光ビームの断面形状が変化する。これは、光偏向機を画像転送系で用いる場合は画像ひずみの原因となり、望ましくない。そのため、従来は、反射鏡の動作速度に対してねじり振動モードの周波数が十分高くなるように設計することで、ねじり振動モードの発生を回避してきた。
【０００５】
例えば、反射鏡のねじり振動モード周波数を向上させる技術として、反射鏡の背面部に回転軸から反射鏡外縁部にリブを形成する技術がある（特許文献１）。また、反射鏡背面に圧電素子を設置して変形力を付与する手段とすることで、反射鏡のねじり振動モードを抑制する技術もある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２８７１８４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、反射鏡の背面にリブを設ける特許文献１では、リブ数やリブ厚みを増やすことで剛性の向上が見込めるが、それに伴いイナーシャも増加するため、ねじり振動モードの共振周波数向上の効果は限定的であった。
【０００８】
また、反射鏡の背面に変形力を付与する手段を設ける特許文献２では、新たに圧電素子を駆動する駆動アンプや動力線が新たに必要となり、導入容易性の面から不利であった。
【０００９】
本発明は、以上を踏まえてなされたものであり、ねじり振動モードによる反射鏡の反射面の凹凸を抑制することで、その反射面を反射する画像のひずみを抑制できる光偏向機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の光偏向機は、光ビームを偏向するものであって、前記光ビームを反射する反射鏡と、該反射鏡の一端を把持する第一の把持部と、該第一の把持部に連結した第一の回転軸を回転させる第一の駆動部と、該反射鏡の他端を把持する第二の把持部と、該第二の把持部に連結した第二の回転軸を回転させる第二の駆動部と、を具備するものとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転軸上に反射鏡を挟む形で配置された複数の駆動部で回転力を発生することにより、回転力により反射鏡が回転軸まわりにねじれる振動モードの共振周波数を高めることができるため、反射鏡を高速に位置決めした場合であっても、ねじり振動モードの発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のガルバノ式光偏向機の要部を示す横断図
【図２】実施例１のガルバノ式光偏向機の周波数応答特性図
【図３】実施例２のガルバノ式光偏向機の要部を示す横断図
【図４】実施例２のガルバノ式光偏向機の周波数応答特性図
【図５】実施例３のガルバノ式光偏向機制御装置の電流制御部の概要図
【図６】実施例４のガルバノ式光偏向機制御装置の制御ブロック図
【図７】従来のガルバノ式光偏向機の要部を示す横断図
【図８】従来のガルバノ式光偏向機の周波数応答特性図
【図９】従来のガルバノ式光偏向機における反射鏡のモード変形図（模式図）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いながら、本発明の各実施例を説明する。なお、以下の実施例において、便宜上その必要があるときは、複数の実施例に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１のガルバノ式光偏向機１の要部を示す横断部である。図７に示す従来のガルバノ式光偏向機１００では、反射鏡２の一端を把持部３で把持し、この把持部３を揺動型電磁アクチュエータで回転駆動する構成としたが、本実施例のガルバノ式光偏向機１では、反射鏡２の両端を把持部３ａ、３ｂで把持し、これらの把持部３ａ、３ｂを一対の揺動型電磁アクチュエータで同方向に回転駆動する構成とした。なお、以下では、把持部３ａ側のアクチュエータの各構成には符号ａを付し、把持部３ｂ側のアクチュエータの各構成には符号ｂを付しており、また、コイル８ａ、８ｂは、駆動電流が流れる際に２つの駆動部で発生する回転力が同じ方向となるよう直列に接続されているものとする。
【００１５】
次に、従来構成の問題を挙げながら、本実施例による効果について説明する。図８は、図７に示した従来のガルバノ式光偏向機１００の走査量から角度検出信号までの周波数応答特性（ゲイン特性）の一例を示す図である。ここで、コイル８に駆動電流を供給する駆動アンプは注目する周波数帯に対して十分な応答特性を持っていることから、ガルバノ式光偏向機１００の走査量は駆動電流とほぼ一致する。図８では、周波数ｆ１、ｆ２の位置に突出した振動モードを持っていることが確認できる。すなわち、従来のガルバノ式光偏向機においては、周波数ｆ１、ｆ２が共振周波数である。
【００１６】
図９は、共振周波数である周波数ｆ１における反射鏡２のねじり振動モード変形を示す図である。ここに示すように、紙面に対して左回りに反射鏡２の位置決め動作を行った際には、回転軸４に対して反射鏡２の左半面は上向きの慣性力を受け、右半面は下向きの慣性力を受ける。このとき、受ける慣性力は回転軸４から遠ざかるほど、また回転力を生み出す駆動部から距離が離れるほど大きくなるため、反射鏡２の先端部では変形量が拡大される。
【００１７】
そこで、反射鏡２の先端部にも回転軸４まわりに同じ大きさの回転力を発生させるため、本実施例では、図１に示すように、回転軸上に反射鏡２を挟む対称位置に一対のアクチュエータを配置した。図１のように反射鏡２の両端に同じ回転力を加える構成とした場合、図７に示す従来のガルバノ式光偏向機１００では周波数ｆ１で発生した、反射鏡２の変形量が最大となるねじり振動モードは消滅し、周波数ｆ１より高周波側のねじり振動モードが最も低い周波数のねじり振動モードとなる。すなわち、回転軸４まわりのねじり振動モード周波数の高めることができるので、反射鏡２をより高速回転させた場合であっても、ねじり振動モードの発生を避けることができる。
【００１８】
図２は、本実施例の構成の効果をより具体的に示す図であり、本実施例のガルバノ式光偏向機１の走査量（≒駆動電流）から角度検出信号までの周波数応答特性を示す図である。ここに示すように、本実施例のガルバノ式光偏向機１では、最も周波数の低いねじり振動モードは、従来の周波数ｆ１と比べて、約１．３倍高い周波数ｆ２’に変化している。この結果、本実施例のガルバノ式光偏向機１では、周波数ｆ１近傍で反射鏡２の回転制御を行ったとしても、ねじり振動モードの発生の抑制効果が確認される。これにより、反射鏡２を介して得られる画像の歪みも抑制することができる
なお、本実施例では、角度検出器９を２つ設けているが、１つあれば位置決め動作が可能であるため、片方は取り外してもよい。例えば右側の角度検出器９ｂを取り外した場合は、反射鏡２を挟んで左右の回転軸まわりのイナーシャが同一となるよう、スケール１０ｂと同じイナーシャの重りを回転軸４ｂの右側端部に付加することで、左右の駆動部で発生する回転力とイナーシャのバランスが同一となり、回転軸まわりのねじれる振動モードが抑制できる。
【００１９】
また、本実施例では、左右の駆動部のコイル８ａ、８ｂを直列に接続し、１つの駆動アンプで駆動できる構成としたが、２つのコイル８ａ、８ｂを並列に接続し、２つの独立した駆動アンプにより、各々のコイル８ａ、８ｂに同じ大きさの駆動電流を流す構成としてもよい。また、本実施例では、２つの駆動部を左右に配置する構成としたが、３つ以上の駆動部を左右で同じイナーシャとなるよう配置し、かつ左右で同じ回転力が発生する構成としてもよい。
【００２０】
以上で説明した本実施例の構成によれば、従来に比べ、最も低い周波数のねじり振動モードがより高い周波数側に移動するため、反射鏡をより高速制御した場合でも、ねじり振動モードの発生を抑制でき、反射鏡を介して取得した画像のひずみも抑制することができる。
【実施例２】
【００２１】
図３は、実施例２にかかるガルバノ式光偏向機１の要部を示す横断部である。なお、実施例１との共通点は重複説明を省略する。
【００２２】
図１に示す実施例１のガルバノ式光偏向機１と比較すると、本実施例では、角度検出器９が１つである点が異なり、また、反射鏡２の中心を通る線Ａ−Ａの右側の回転軸４まわりのイナーシャ（ＪＲ）が左側のイナーシャ（ＪＬ）よりも大きい点、および、右側駆動部のトルク定数（ＴＲ）が左側駆動部のトルク定数（ＴＬ）より大きい点が異なる。この一例として、以下では、ＪＬ：ＪＲ＝１．０：１．１であり、ＴＬ：ＴＲ＝１．０：１．１である例を説明する。
【００２３】
図４の点線は、反射鏡２の左右イナーシャが異なる本実施例のガルバノ式光偏向機１において、左右の回転力を等しくした場合の、走査量（≒駆動電流）から角度検出信号までの周波数応答特性を示す図である。なお、図４中の周波数ｆ１、ｆ２’は、図２で示した周波数ｆ１、ｆ２’と同一である。
【００２４】
図４の破線が示す周波数応答特性図では、ｆ１周波数よりも低い周波数ｆ１’にねじり振動モードがあることが分かり、このモードは反射鏡２の中心が振動の節となり、左右の可動部が腹となる、ねじり振動モードである。すなわち、図３の構成では、２つの駆動部で同じ回転力を発生させると、右側のイナーシャが大きいために右側で発生する回転角度θ（角加速度ωの２階積分）が左側に比べて小さくなるため、左右の回転軸４にねじりが生じる。従って、ねじりが生じないようにするためには、左右の加速度ａＬ、ａＲを同一にする必要がある。ここで、左右で発生する回転力をＦＬおよびＦＲ、流れる電流をＩＬ、ＩＲとすると、加速度ａＬ、ａＲは次式になる。
【００２５】
ａＬ＝ＦＬ／ＪＬ＝（ＴＬ×ＩＬ）／ＪＬ  …（式１）
ａＲ＝ＦＲ／ＪＲ＝（ＴＲ×ＩＲ）／ＪＲ  …（式２）
本実施例では単一の駆動アンプで、直列接続したコイル８ａ、８ｂに電流供給しているため、ＩＬ＝ＩＲである。また、回転軸４まわりのイナーシャがＪＬ：ＪＲ＝１．０：１．１であり、加速度ａＬ＝ａＲとするために、左右の駆動部のトルク定数比をＴＬ：ＴＲ＝１．０：１．１とすることで、左右の回転軸４に生じるねじりを低減することができる。なお、イナーシャの比とトルク定数の比は完全に一致させる必要はなく、おおむね一致するトルク定数を設定すればよい。
【００２６】
ここで、トルク定数Ｔを左右で変えるために、回転子に作用する回転力Ｆとコイル８のターン数をＮとして表現される次式を用いる。
【００２７】
Ｆ∝ＮＩ  …（式３）
つまり、トルク定数比をＴＬ：ＴＲ＝１．０：１．１としたい場合、コイル８ａと８ｂのターン数比（ＮＬ：ＮＲ）を１．０：１．１とすればよい。図４の実線は、ターン数比が１０：１１であるコイル８ａ、８ｂに同じ電流を流した場合の、駆動電流から角度検出信号までの周波数応答特性を示す図である。このように、左右のイナーシャの大きさに対応した回転力を加えることで、同一の回転力を加えた点線の場合に生じる周波数ｆ１’でのねじり振動モードの励起が抑制され、最も低いねじり振動モード周波数をより高周波方向に移動させることができる。
【００２８】
以上で説明したように、本実施例では、反射鏡２の左右のイナーシャが異なる場合、２つの駆動部を構成するコイル８ａ、８ｂのターン数を変えることで、トルク定数に差を付け、回転軸４まわりの振動モード周波数をより高周波方向に移動させ、反射鏡２をより姑息回転させた場合であっても、共振変形を抑制することができる。
【００２９】
なお、上述した構成に代え、例えば磁気回路の長さを変更することや、コイル８ａ、８ｂは同一で永久磁石５ａ、５ｂの長さだけを変更するなどによって、トルク定数に差をつけてもよい。
【実施例３】
【００３０】
図５は、実施例３にかかるガルバノ式光偏向機１の制御装置５０の制御ブロック図である。なお、上述の実施例との共通点は重複説明を省略する。また、この制御装置５０の後述する各機能は、半導体メモリ等の記憶装置にロードされたプログラムを、ＣＰＵ等の演算装置が実行することで実現されるものであるが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。
【００３１】
本実施例における制御装置５０は、反射鏡２を挟んで設けて２つの駆動部に供給する駆動電流Ｉの大きさを駆動部毎に独立して調整可能な、電流量調整部５２ａ、５２ｂを持つことを特徴とする。ここで、本実施例のガルバノ式光偏向機１は、反射鏡２の中心を通る線Ａ−Ａに対して右側の回転軸４まわりのイナーシャが左側のイナーシャよりも大きい（ＪＬ＜ＪＲ）が、トルク定数は左右同じ（ＴＬ＝ＴＲ）のものである。
【００３２】
次に、図５の制御装置について、その動作を説明する。回転角度補償部５１は、図示しない上位の制御系より受け取った目標角度θｔと、回転角度検出部５４で検出した反射鏡２の回転角度θを減算した偏差Δθに対して制御演算処理を行い、走査量ｒとして電流量調整部５２ａ、５２ｂに出力する。電流量調整部５２ａ、５２ｂで調整された調整後走査量ｒａ、ｒｂは、電流制御部５３ａ、５３ｂで増幅され、電流ＩＬ、ＩＲとして、コイル８ａ、８ｂに流れることで、前述の通り電磁力により回転軸４が回転する。このとき、回転角度検出部５４は、角度検出器９が出力する角度検出信号Ｓθに基づいて、回転角度θを検出するものであり、ここで検出された回転角度θは、回転角度補償部５１にフィードバックされる。
【００３３】
電流量調整部５２ａ、５２ｂは、回転軸４ａ、４ｂがねじれぬように、左右の加速度ａＬ、ａＲを同一とする調整後走査量ｒａ、ｒｂを設定する。加速度ａＬ、ａＲを求める（式１）、（式２）から分かるように、２つの駆動部のトルク定数ＴＬ、ＴＲが同一である場合に、左右の加速度ａＬ、ａＲを同一とするには、両駆動部に流れる電流の比ＩＬ：ＩＲがイナーシャ比ＪＬ：ＪＲと等しければよい。そのため、走査量ｒに基づいて設定される、調整後走査量ｒａ、ｒｂは、次の（式４）、（式５）で表現できる。
【００３４】
ｒａ＝ｒ×（ＩＬ／ＩＲ）  …（式４）
ｒｂ＝ｒ×（ＩＲ／ＩＬ）  …（式５）
ここで、電流量調整部５２ａ、５２ｂの中身が、（式４）の（ＩＬ／ＩＲ＝Ｇａ）、（式５）の（ＩＲ／ＩＬ＝Ｇｂ）であるとすると、走査量ｒに対して電流ゲイン成分Ｇａ、
Ｇｂを乗算することで、加速度ａＬ、ａＲを等しくする調整後走査量ｒａ、ｒｂを算出できる。
【００３５】
以上のように算出した調整後走査量ｒａ、ｒｂに基づいて、各々のコイル８ａ、８ｂに供給する電流ＩＬ、ＩＲを制御することで、左右のイナーシャＪＬ、ＪＲが異なるガルバノ式光偏向機１において左右の回転軸４ａ、４ｂ間に生じるねじりを抑制でき、振動モードの周波数を向上することができる。
【００３６】
なお、本実施例では、左右のイナーシャＪＬ、ＪＲが異なる場合について説明したが、イナーシャが同一でトルク定数ＴＬ、ＴＲが異なる場合にも、同様の制御により、左右の回転軸４ａ、４ｂ間に生じるねじりを抑制することができる。これは、特に回転角度θに依存するトルクの非線形特性の影響を低減したい場合に特に有用である。
【実施例４】
【００３７】
図６は、実施例４にかかるガルバノ式光偏向機１の制御装置５０の制御ブロック図である。なお、上述の実施例との共通点は重複説明を省略する。
【００３８】
本実施例における制御装置５０は、上述の電流ゲインＧａ、Ｇｂを演算して決定するゲイン決定部６１を備え、電流量調整部５２ａ、５２ｂでのゲイン調整を自動で調整するものである。上述した実施例３の制御装置５０は、トルク定数ＴやイナーシャＪが設計通りである場合には有効であるが、製造ばらつきや経年劣化によりトルク定数Ｔが変化した場合には適切な電流ゲインＧａ、Ｇｂを設定できなくなる場合がある。
【００３９】
そこで、本実施例では、トルク定数ＴやイナーシャＪの変化した場合であっても、電流ゲインＧａ、Ｇｂを自動的に調整できるようにした。なお、本実施例のガルバノ式光偏向機１の横断図は図３の通りであり、電流ゲインＧａ、Ｇｂを１とした場合の周波数応答特性は図４の破線の通りである。
【００４０】
本実施例のガルバノ式光偏向機１では、通常は上位制御系より送られる目標角度θｔを目標として動作するが、ゲイン決定部６１を有効にし、電流量調整機能を有効にした場合は、目標角度θｔを制御装置内部で生成した、振幅が同じで周波数の異なる複数の単一正弦波を目標角度θｔとして動作する。ここで設定する周波数は、図４の周波数応答特性図において、設計値で求められる周波数ｆ１’の近傍から数周波数選択する。ここで、周波数ｆ１’周辺のゲインピーク値をＢとする。
【００４１】
ゲイン決定部６１では、電流ゲインＧａ、Ｇｂを１として、各周波数における走査量ｒから回転角度θまでのゲイン特性を算出することで、ゲインピーク値Ｂを探索する。次に、電流ゲインＧａの値を０．９〜１．１の間で０．１刻みで変化させ、各ケースにおけるゲインピーク値Ｂを観察する。なお、Ｇｂは１／Ｇａとする。そして、ゲインピーク値Ｂが最小となる場合の電流ゲインＧａ、Ｇｂを最終決定値として用いることで、回転軸４がねじれる周波数ｆ１’の振動モードが励起されない、図４の実線のような周波数応答特性を得ることができる。
【００４２】
以上より、本実施例によれば、製造ばらつきや経年劣化によりトルク定数やイナーシャが未知の場合においても、回転力により反射鏡２が回転軸４まわりにねじれる振動モードの共振周波数を向上することができるため、反射鏡２を高速に位置決めすることが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１００、１  ガルバノ式光偏向機、
２  反射鏡、
３、３ａ、３ｂ  把持部、
４、４ａ、４ｂ  回転軸、
５、５ａ、５ｂ  永久磁石、
６、６ａ、６ｂ  軸受、
７、７ａ、７ｂ  ヨーク、
８、８ａ、８ｂ  コイル、
９、９ａ、９ｂ  角度検出器
１０、１０ａ、１０ｂ  スケール、
１１、１１ａ、１１ｂ  光学ピックアップ、
１２、１２ａ、１２ｂ  筐体、
５０  制御装置、
５１  回転角度補償部、
５２ａ、５２ｂ  電流量調整部、
５３ａ、５３ｂ  電流制御部、
５４  回転角度検出部、
６１  ゲイン決定部
【図１】
2019191402.tif 000003
【図２】
2019191402.tif 000004
【図３】
2019191402.tif 000005
【図４】
2019191402.tif 000006
【図５】
2019191402.tif 000007
【図６】
2019191402.tif 000008
【図７】
2019191402.tif 000009
【図８】
2019191402.tif 000010
【図９】
2019191402.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月17日(2018.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを偏向する光偏向機であって、
前記光ビームを反射する反射鏡と、
該反射鏡の一端を把持する第一の把持部と、
該第一の把持部に連結した第一の回転軸を回転させる第一の駆動部と、
該反射鏡の他端を把持する第二の把持部と、
該第二の把持部に連結した第二の回転軸を回転させる第二の駆動部と、
を具備し、
前記第一の駆動部は、前記第一の回転軸の外周に設けた第一の永久磁石と、該第一の永久磁石の外周に設けた第一のコイルと、を備え、
前記第二の駆動部が、前記第二の回転軸の外周に設けた第二の永久磁石と、該第二の永久磁石の外周に設けた第二のコイルと、を備えたものであり、
両駆動部で発生する回転力が異なることを特徴とする光偏向機。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向機において、
前記反射鏡の中心より前記第一の駆動部側のイナーシャをＪ１、前記反射鏡の中心より前記第二の駆動部側のイナーシャをＪ２、前記第一の駆動部の回転力をＦ１、前記第二の駆動部の回転力をＦ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｆ１：Ｆ２
【請求項３】
光ビームを偏向する光偏向機であって、
前記光ビームを反射する反射鏡と、
該反射鏡の一端を把持する第一の把持部と、
該第一の把持部に連結した第一の回転軸を回転させる第一の駆動部と、
該反射鏡の他端を把持する第二の把持部と、
該第二の把持部に連結した第二の回転軸を回転させる第二の駆動部と、
を具備し、
前記第一の駆動部は、前記第一の回転軸の外周に設けた第一の永久磁石と、該第一の永久磁石の外周に設けた第一のコイルと、を備え、
前記第二の駆動部が、前記第二の回転軸の外周に設けた第二の永久磁石と、該第二の永久磁石の外周に設けた第二のコイルと、を備えたものであり、
両駆動部のトルク定数が異なることを特徴とする光偏向機。
【請求項４】
請求項３に記載の光偏向機において、
前記反射鏡の中心より前記第一の駆動部側のイナーシャをＪ１、前記反射鏡の中心より前記第二の駆動部側のイナーシャをＪ２、前記第一の駆動部のトルク定数をＴ１、前記第二の駆動部のトルク定数をＴ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｔ１：Ｔ２
【請求項５】
請求項４に記載の光偏向機において、
前記第一のコイルのターン数をＮ１、前記第二のコイルのターン数をＮ２としたとき、
下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｎ１：Ｎ２
【請求項６】
請求項１に記載の光偏向機において、
前記反射鏡の中心より前記第一の駆動部側のイナーシャをＪ１、前記反射鏡の中心より前記第二の駆動部側のイナーシャをＪ２、両駆動部のトルク定数を同等、前記第一のコイルの供給電流をＩ１、前記第二のコイルの供給電流をＩ２としたとき、下記式が略成立することを特徴とすることを特徴とする光偏向機。
Ｊ１：Ｊ２＝Ｉ１：Ｉ２
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の光偏向機を制御する光偏向機制御装置であって、
各駆動部に供給する駆動電流の大きさを独立して調整する電流量調整部を持つことを特徴とする光偏向機制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光偏向機制御装置において、
前記電流量調整部での電流量の増幅量を自動で設定するゲイン決定部を持つことを特徴とする光偏向機制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の光偏向機は、光ビームを偏向するものであって、前記光ビームを反射する反射鏡と、該反射鏡の一端を把持する第一の把持部と、該第一の把持部に連結した第一の回転軸を回転させる第一の駆動部と、該反射鏡の他端を把持する第二の把持部と、該第二の把持部に連結した第二の回転軸を回転させる第二の駆動部と、を具備し、前記第一の駆動部は、前記第一の回転軸の外周に設けた第一の永久磁石と、該第一の永久磁石の外周に設けた第一のコイルと、を備え、前記第二の駆動部が、前記第二の回転軸の外周に設けた第二の永久磁石と、該第二の永久磁石の外周に設けた第二のコイルと、を備えたものであり、両駆動部で発生する回転力、または、両駆動部のトルク定数が異なるものとした。