【手続補正書】
【提出日】平成22年1月29日(2010.1.29)
【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】
複数の揺動体と複数のねじりバネとを含み構成される揺動体装置であって、
第1の揺動体と、第2の揺動体と、該第1の揺動体と該第2の揺動体とを接続する第1のねじりバネと、前記第2の揺動体に接続され且つ前記第1のねじりバネのねじり軸と共通するねじり軸を有する第2のねじりバネと、を少なくとも有し構成される振動系と、
前記振動系を支持する支持部と、
前記揺動体の少なくとも一つが複数の時間関数の和を含む式で表される振動となるように前記振動系を駆動する駆動部と、
前記揺動体の少なくとも一つの揺動体の変位に応じて信号を出力する信号出力器と、
前記信号出力器の出力信号に基づいて前記時間関数の振幅と位相の少なくとも一つが所定の値となるように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする揺動体装置。
【請求項２】
複数の揺動体と複数のねじりバネとを含み構成される揺動体装置であって、
第1の揺動体と、第2の揺動体と、該第1の揺動体と該第2の揺動体とを接続する第1のねじりバネと、前記第2の揺動体に接続され且つ前記第1のねじりバネのねじり軸と共通するねじり軸を有する第2のねじりバネと、を少なくとも有し構成される振動系と、
前記振動系を支持する支持部と、
前記揺動体の少なくとも一つの変位が、A1、A2を振幅、φを相対位相差、ωを角周波数、tを時間とした場合、A1sinωt＋A2sin（nωt＋φ）項を少なくとも含む数式（ｎは2以上の整数）で表される振動となるように前記振動系を駆動する駆動部と、
前記揺動体の少なくとも一つの揺動体の変位に応じて信号を出力する信号出力器と、
前記信号出力器の出力信号に基づいて前記数式のA1、A2、φの少なくとも一つが所定の値となるように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする揺動体装置。
【請求項３】
複数の揺動体と複数のねじりバネとを含み構成される揺動体装置であって、
第1の揺動体と、第2の揺動体と、該第1の揺動体と該第2の揺動体とを接続する第1のねじりバネと、前記第2の揺動体に接続され且つ前記第1のねじりバネのねじり軸と共通するねじり軸を有する第2のねじりバネと、を少なくとも有し構成される振動系と、
前記振動系を支持する支持部と、
前記揺動体の少なくとも一つが、A1、Anを振幅、φn-1を相対位相差、ωを角周波数、tを時間とした場合、その変位θ(t)に関して、
θ（t）＝A1sinωt＋ΣAnsin（nωt＋φn-1）  （ｎは2以上の整数）
で表される振動を起こすように前記振動系を駆動する駆動部と、
前記揺動体の少なくとも一つの揺動体の変位に応じて信号を出力する信号出力器と、
前記信号出力器の出力信号に基づいて前記数式のA1、A2、・・・An、φ1、φ2、・・・φn-1の少なくとも一つが所定の値となるように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする揺動体装置。
【請求項４】
前記揺動体の少なくとも一つは第1及び第2の変位角をとり、
前記信号出力器の出力信号は、前記第1の変位角をとるときの異なる第1及び第2の時刻情報と前記第2の変位角をとるときの異なる第3及び第4の時刻情報を含んでおり、
前記駆動制御部は、前記第1乃至第4の4つの時刻情報に基づいて前記駆動部を制御す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揺動体装置。
【請求項５】
前記揺動体の少なくとも一つは第1及び第2の変位角をとり、
前記第1の変位角となる時刻から、振動の端部で折り返して再び前記第1の変位角となる時刻までの時間をt1とし、
前記第1の変位角となる時刻から振動の中心を通過して、前記第2の変位角となる時刻までの時間をt12とし、
前記第2の変位角を通過する時刻から振動の端部で折り返して再び前記第2の変位角となる時刻までの時間をt2とし、
前記第2の変位角を通過する時刻から振動の中心を通過して前記第1の変位角となる時刻までの時間をt21とし、
前記駆動制御部は、前記t1、t12、t2、t21のうちの少なくとも1つの時間を用いて前記駆動部を制御す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揺動体装置。
【請求項６】
前記駆動制御部は、前記φを制御する際に、t1-δ×t2（δ≧0）が所定の値となるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項5に記載の揺動体装置。
【請求項７】
前記駆動制御部は、前記A1を制御する際に、t1＋δ×t2-α×(t12＋β×t21) （α、β、δ≧0）が所定の値となるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項5に記載の揺動体装置。
【請求項８】
前記駆動制御部は、前記A2を制御する際に、t12-γ×t21（γ≧0）が所定の値となるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項5に記載の揺動体装置。
【請求項９】
揺動体装置であって、
支持部と、
第1の揺動体と、第2の揺動体と、該第1の揺動体と該第2の揺動体とを接続する第1のねじりバネと、前記支持部と第2の揺動体とを接続し且つ前記第1のねじりバネのねじり軸と共通するねじり軸を有する第2のねじりバネとからなる振動系と、
前記2つの揺動体の1つが、A1、A2を振幅、φを相対位相差、ωを角周波数、tを時間とした場合、その変位θ(t)に関して、
θ（t）＝A1sinωt＋A2sin（2ωt＋φ）
で表される振動となるように前記振動系を駆動する駆動部と、
前記2つの揺動体の1つが第1の変位角をとるときの異なる第1及び第2の時刻情報と、第2の変位角を取るときの異なる第3及び第4の時刻情報とを出力する信号出力器と、
前記第1乃至第4の時刻情報に基づいて前記数式のA1、A2、φの少なくとも一つが所定の値となるように前記駆動部を制御する駆動制御部と、
を有することを特徴とする揺動体装置。
【請求項１０】
前記駆動制御部は、
前記振動系における基本周波数を有する第1の信号と、該基本周波数の整数倍の周波数である第2の周波数を有する第2の信号とを合成した第1の駆動信号と、
前記第1及び第2の信号の少なくとも一方に位相を加え、且つこれらの信号を合成した第2の駆動信号とを選択的に供給可能であり、且つ、
前記第1の駆動信号での駆動時に前記信号出力器から出力される出力信号と、
前記第2の駆動信号での駆動時に前記信号出力器から出力される出力信号とに基づいて、前記駆動部を制御す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揺動体装置。
【請求項１１】
前記第1の駆動信号での駆動時に前記信号出力器から出力される出力信号は異なる2つの時刻情報であり、
前記第2の駆動信号での駆動時に前記信号出力器から出力される出力信号は異なる2つの時刻情報であり、
前記駆動制御部は、前記4つの時刻情報に基づいて前記駆動部を制御することを特徴とする請求項10に記載の揺動体装置。
【請求項１２】
光ビームを発生する光源と、前記揺動体の少なくとも1つに反射ミラーが形成された請求項1乃至11のいずれかに記載の揺動体装置と、を有することを特徴とする光偏向装置。
【請求項１３】
請求項12に記載の光偏向装置と光学系とを少なくとも含み、前記光源からの光ビームを前記光偏向装置により走査し、前記光学系により目標位置に走査光を集光することを特徴とする画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
また、振動モード変換部151により第1、第2の振動運動に所望の位相φ1´及びφ2´を加えた場合、光偏向装置の第2の振動モードの偏向角θbは、次式で表現できる。
θb（ｔ）＝A1sin（ω1ｔ＋φ1´）＋A2sin（ω2ｔ＋φ＋φ2´）      式13
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
駆動制御部150は4つの通過時刻（ｔ1、ｔ2、ｔ3、ｔ4）を夫々所望の設定時刻にすることで、第1及び第2の振動運動の振幅と位相を一意に決定できる。より具体的には、駆動制御部150は4つの時刻を予め設定された時刻にするために、駆動信号を生成して駆動部120へ印加することで、第1の振動運動の振幅A1、第2の振動運動の振幅A2、位相差φを調整する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
揺動体301、302及びねじりバネ311、312を含む振動系は、2つの振動モードを有するが、それらの周波数の一方が他方の略2倍になる様に調整が施されている。例として、揺動体301、302の慣性モ−メントをI1、I2とし、ねじりバネ311a、311bからなるバネ定数をk1、ねじりバネ312a、312bからなるバネ定数をk2とすると、2つの固有角振動数は一意に決まる。本実施例では、ω1＝2π×2000[rad/s]、ω2＝2π×4000[rad/s]となるように慣性モーメントI1、I2、及びバネ定数k1、k2を調整している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
本実施例の制御方法を詳述する。図10に光偏向装置の時間と偏向角の関係を示す（式3-2の場合）。図10に示すように、光偏向装置の偏向角がθ1を通過する時刻から振動の端部で折り返して再びθ1を通過する時刻までの時間をt1とし、θ1の偏向角を通過する時刻から振動の中心を通過しθ2を通過する時刻までの時間をt12とする。更に、θ2を通過する時刻から振動の端部で折り返して再びθ2を通過する時刻までの時間をt2とし、θ2を通過する時刻から振動の中心を通過してθ1を通過する時刻までの時間をt21とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８３】
ここでは、受光素子140を走査光133及び偏向光134が通過する目標時刻t10a、t20a、t30a、t40aの内、t10aを基準時間とする。基準時間からの相対目標時間t20a−t10a、t30a−t10a、t40a−t10aは0.097msec、0.289msec、0.391msec（これらは予め求められている）となり、光偏向装置の偏向角θは図17に示す様になる。よって、これらの時間を3つの設定時間に設定する。受光素子140を走査光133及び偏向光134が通過する3つの検出相対時間t2−t1、t3−t1、t4−t1が上記設定値になる様に制御部により駆動信号を調整することで、図17に示す光偏向装置の偏向角θを得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８４】
本実施例の制御方法について示す。受光素子140には走査光133及び偏向光134が共に入射され、第1の周波数の1周期内に4つのタイミングが検出される。そのため、本実施例で基準としたいt10aが4つのタイミングの内のどれかを検出する必要がある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９０】
以下に、本実施例の上記制御方法について更に説明する。光偏向装置のA1、A2、φの何れかを含む制御パラメータXが目標値から微小に変化した場合の受光素子140を走査光133及び偏向光134が通過する検出相対時間t2−t1、t3−t1、t4−t1の変化を表す係数を上記式24とする。行列Mは、上記式25とする。反射ミラー101の振幅と位相の操作量ΔA1、ΔA2、Δφは、3つの検出相対時間t2−t1、t3−t1、t4−t1と3つの目標時間t20a−t10a、t30a−t10a、t40a−t10aとの時間差Δt2、Δt3、Δt4より式26で求まる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９１】
上記関係式から、目標時間t20a−t10a、t30a−t10a、t40a−t10aからの時間差Δt2、Δt3、Δt4により操作量ΔA1、ΔA2、Δφが算出される。そして、その値に基づき、任意波形発生器351、352の出力を変更する。以上を繰り返すことで、目標時刻t10b、t20b、t30b、t40bに収束し、所望の偏向角θを得ることができる。これらのことは上記実施例4で説明したことと基本的に同じである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９５】
本実施例の制御方法について示す。本実施例でも、受光素子140には走査光133及び偏向光134が共に入射され、第1の周波数の1周期内に4つのタイミングが検出される。そのため、本実施例で基準としたいt10bが4つのタイミングの内のどれかを検出する必要がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４５】
本実施例の光偏向装置のブロック図は図2（a）と同じである。基本構成は上記実施例1などの光偏向装置と同じである。本実施例では、光ビーム発生制御部によって、反射ミラー付き揺動体が異なる第1及び第2の変位角を取るときに、光ビームを発生する様に光源を調整する。そして、揺動体の1つが異なる第1及び第2の変位角を取るときの走査光を検出する様に受光素子を設けることによって、揺動体の1つが、第1及び第2の変位角を取るときの時刻を計測する。ここにおいて、所望の駆動信号を生成する動作は実施例1などに説明した通りである。