(57)【要約】 【課題】複数のレーザ光の走査を予め定められた時間差をもって行う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。【解決手段】本発明のマイクロミラースキャナ１０Ａ及びレーザ光走査装置１００は、揺動可能に支持された複数のマイクロミラー１１と、各マイクロミラー１１を静電力を利用して揺動させるための各マイクロミラー用電極と、各電極に交流電圧を印加する駆動部６０とを具備し、前記駆動部６０は、各マイクロミラー１１を揺動させる各マイクロミラー１１の個別交流電圧を発生させる個別交流電圧発生手段６２と、前記個別交流電圧発生手段６２によって発生した前記各個別交流電圧の位相を調整する位相調整手段６５と、前記位相調整手段６５によって位相調整された各個別交流電圧を、各マイクロミラー用電極に印加する出力手段６７とを備える。【選択図】  図４
2007140316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動可能に支持された複数のマイクロミラーと、各マイクロミラーを静電力を利用して揺動させるための各マイクロミラー用電極と、各電極に交流電圧を印加する駆動部とを具備するマイクロミラースキャナであって、
前記駆動部は、
各マイクロミラーを揺動させる各マイクロミラーの個別交流電圧を発生させる個別交流電圧発生手段と、
前記個別交流電圧発生手段によって発生した前記各個別交流電圧の位相を調整する位相調整手段と、
前記位相調整手段によって位相調整された各個別交流電圧を、各マイクロミラー用電極に印加する出力手段とを備えることを特徴とするマイクロミラースキャナ。
【請求項２】
単一の増幅用電源と、
前記単一の増幅用電源によって、前記各個別交流電圧を増幅させる増幅手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロミラースキャナ。
【請求項３】
前記駆動部は、
各マイクロミラーの雰囲気温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段の計測結果に基づいた電圧の直流バイアス成分を、前記位相調整手段よって位相調整された各個別交流電圧に重畳する振角調整手段とを、さらに備え、
前記出力手段は、各マイクロミラー用電極に、前記振角調整手段によって直流バイアス成分が重畳された各個別交流電圧を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロミラースキャナ。
【請求項４】
請求項１に記載の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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、複数のマイクロミラーを備え、各マイクロミラーの揺動における位相を調整す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。
【背景技術】
【０００２】
高速印刷が可能なカラープリンタとして、タンデム式のプリンタが商品化されている。タンデム式のプリンタは、用紙の搬送路上に配置されたＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４つの書込ユニットを備えている。タンデム式のプリンタは、ＹＭＣＫの各書込ユニットによって、搬送路上を搬送する用紙の同じ位置にそれぞれの色の画像を転写して、カラー印刷を行うものである。各書込ユニットは、感光ドラムや現像器を備えている。各書込ユニットの感光ドラムは、レーザ光走査装置の各書込ユニット用の走査機構によって走査され、この走査によって潜像が形成される。感光ドラムに形成された潜像は、現像器によって可視像にされて、画像として用紙に転写される。
【０００３】
このようなレーザ光走査装置は、走査機構として、ポリゴンミラースキャナが従来より多用されている。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。
【０００４】
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 System）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させ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を揺動させ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）とマイクロミラーの揺動周波数とが略一致するような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。
【特許文献１】特開２００２−３１１３７６号公報
【特許文献２】特開２００３−１５０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、タンデム式のプリンタでは、各色の画像を用紙の同じ位置に転写するために、各書込ユニットは、用紙の搬送速度や各書込ユニット間の距離等に応じて予め定められた時間差をもって転写することが要求される。予め定められた時間差をもって転写を行うためには、この時間差に合わせて潜像の形成をしなければならない。この時間差に合わせて潜像を形成するためには、各書込ユニットにおけるレーザ光の走査もこの時間差に合わせて行う必要がある。
【０００６】
しかし、交流電圧の周波数に対するマイクロミラーの位相特性は、マイクロミラー毎に異なっているのが一般的である。従って、走査機構に実装されたマイクロミラーを揺動させる交流電圧の周波数が同じであっても、実装されるマイクロミラーが異なれば、交流電圧とマイクロミラーの揺動との位相差も異なる。このように、実装されるマイクロミラーによって交流電圧とマイクロミラーの揺動との位相差が異なるため、各走査機構におけるレーザ光の走査のタイミングを制御することは困難である。個々の走査機構におけるレーザ光の走査のタイミングを制御することが困難であるため、複数の走査機構間での走査を予め定められた時間差をもって行うことはなお更困難である。
【０００７】
本発明は、複数のレーザ光の走査を予め定められた時間差をもって行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するべく、本発明は、特許請求の範囲の請求項１に記載の如く、揺動可能に支持された複数のマイクロミラーと、各マイクロミラーを静電力を利用して揺動させるための各マイクロミラー用電極と、各電極に交流電圧を印加する駆動部とを具備するマイクロミラースキャナであって、前記駆動部は、各マイクロミラーを揺動させる各マイクロミラーの個別交流電圧を発生させる個別交流電圧発生手段と、前記個別交流電圧発生手段によって発生した前記各個別交流電圧の位相を調整する位相調整手段と、前記位相調整手段によって位相調整された各個別交流電圧を、各マイクロミラー用電極に印加する出力手段とを備え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。
【０００９】
本発明によるマイクロミラースキャナによれば、各個別交流電圧の位相が調整され、位相が調整された個別交流電圧が各マイクロミラー用電極に印加されることになる。各個別交流電圧と各マイクロミラーの揺動との位相差は、当該マイクロミラーの位相特性によって異なるが、当該マイクロミラーの位相特性に応じた分だけ個別交流電圧の位相を調整すれば、当該マイクロミラーの位相特性に関わらず、位相調整前の各個別交流電圧と当該マイクロミラーの揺動との位相差を調整することができる。このように、位相調整前の各個別交流電圧と各マイクロミラーの揺動との位相差を調整することができるため、複数のマイクロミラーでのレーザ光の走査を予め定められたタイミングで行うことができる。
【００１０】
好ましくは、特許請求の範囲の請求項２に記載の如く、単一の増幅用電源と、前記単一の増幅用電源によって、前記各個別交流電圧を増幅させる増幅手段とを備えた構成としてもよい。
【００１１】
斯かる好ましい構成によれば、１つの増幅用電源によって、各個別交流電圧を増幅させることになるので、マイクロミラーの数に関わらず、全ての個別交流電圧の増幅を１つの電源で行うことができる。
【００１２】
ところで、気温の変化などで、マイクロミラーの温度が変化すると、マイクロミラーのヤング率が変化して、交流電圧の周波数に対するマイクロミラーの振幅特性が変化する。振幅特性が変化すると、同じ周波数の交流電圧を電極に印加していても、マイクロミラーの振れ角が変化してしまう。本発明の発明者らは鋭意検討した結果、マイクロミラー用電極に印加する個別交流電圧に直流バイアス成分を重畳すれば、マイクロミラーの揺動周期を一定としたままマイクロミラーの振幅特性を調整可能であることを見出した。
【００１３】
従って、前記駆動部は、各マイクロミラーの雰囲気温度を計測する温度計測手段と、前記温度計測手段の計測結果に基づいた電圧の直流バイアス成分を、前記位相調整手段によって位相調整された各個別交流電圧に重畳する振角調整手段とを、さらに備え、前記出力手段は、各マイクロミラー用電極に、前記振角調整手段によって直流バイアス成分が重畳された各個別交流電圧を印加するように構成することが好ましい。
【００１４】
斯かる好ましい構成によれば、マイクロミラーの温度に基づいた電圧の直流バイアス成分を個別交流電圧に重畳し、この直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧を印加することで、温度変化によってマイクロミラーの振れ角が変化する問題を解決することができる。
【００１５】
また、本発明は、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。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数のレーザ光の走査を予め定められた時間差をもって行う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が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（実施形態１）
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロミラースキャナ及びレーザ光走査装置を具備するレーザプリンタの概略構成図である。図１に示すように、レーザプリンタＰは、用紙が収容される給紙カセット２と、給紙カセット２から用紙を引き出して搬送する搬送機構３と、搬送機構３によって搬送される用紙に画像を印刷する書込機構４と、画像が印刷された用紙が排紙される排紙トレイ５とを備えている。
【００１９】
搬送機構３は、給紙カセット２から用紙を１枚ずつ引き出すピックアップローラ３１と、ピックアップローラ３１によって引き出された用紙を搬送路の下流へと搬送する搬送ローラ３２と、搬送ローラ３２によって搬送された用紙を書込機構４によって画像が印刷される位置へと搬送する搬送ベルト３３等を具備している。
【００２０】
書込機構４は、搬送機構３によって搬送される用紙にＹＭＣＫ各色の画像を転写する４つの書込ユニット４Ａと、各書込ユニット４Ａによって転写される画像の基となる潜像を各書込ユニット４Ａに形成する本実施形態のレーザ光走査装置１００等から構成されている。
【００２１】
各書込ユニット４Ａは、感光ドラム４１Ａと、帯電器４２Ａと、現像器４３Ａと、転写器４４Ａとを備えている。感光ドラム４１Ａは、用紙の搬送方向に沿って回転可能に支持されている。帯電器４２Ａは、感光ドラム４１Ａの表面を一様に帯電させる。現像器４３Ａは、帯電器４２Ａによって帯電された感光ドラム４１Ａの表面にレーザ光走査装置１００によって形成された潜像にトナーを付着させて潜像を可視像にする。転写器４４Ａは、搬送ベルト３３を帯電させて、現像器４３Ａによって形成された可視像を画像として感光ドラム４１Ａから用紙に転写する。
【００２２】
レーザ光走査装置１００は、マイクロミラースキャナ１０Ａとレーザ光源２０Ａとを備える。マイクロミラースキャナ１０Ａは、各書込ユニット４Ａの感光ドラム４１Ａを主走査方向にレーザ光で走査する４つの走査機構１０を備えている。また、レーザ光源２０Ａは、４つの各走査機構１０によって各書込ユニット４Ａの感光ドラム４１Ａを上記のように走査するレーザ光を出射する４つのレーザ２０で構成されている。
【００２３】
図２は、走査機構１０とレーザ２０との概略構成を説明するための図である。走査機構１０は、レーザ２０から発せられたレーザ光Ｌを反射させるマイクロミラーデバイス１と、レーザ２０から発せられたレーザ光Ｌを平行光にするためのコリメータレンズ３０と、マイクロミラーデバイス１におけるレーザ光Ｌの反射光Ｌ’を感光ドラム４１Ａ上で結像させるためのｆθレンズ４０及びシリンドリカルレンズ５０とを備えている。
【００２４】
図３は、マイクロミラーデバイス１の概略構成図である。図３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、シリン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。（図３は、上層基板１Ａと下層基板１Ｂとを分離した状態を示すが、実際には両者は積層されている）。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の公知の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。
【００２５】
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３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。
【００２６】
サスペンションビーム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、ヒンジ１５Ａ、１５Ｄ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、サスペンションビーム１３Ａには、接着パッド１４Ｃと、ヒンジ１５Ｂとが形成されており、ヒンジ１５Ｂが接着パッド１４Ｃに接続されている。同様にして、サスペンションビーム１３Ｂには、接着パッド１４Ｄとヒンジ１５Ｃとが形成されており、ヒンジ１５Ｃが接着パッド１４Ｄに接続されている。
【００２７】
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３に示すＹ軸）方向の端部には、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。
【００２８】
一方、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１４Ｃ、１４Ｄの裏面をそれぞれ固着するべく固定用パッド１７Ａ、１７Ｂが形成されている。また、接着パッド１４Ａ、１４Ｂの裏面は、下層基板１Ｂの周壁に固着される。    
【００２９】
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との間に交流電圧を印加すれば、揺動櫛歯１８Ａ、１８Ｂ及び固定櫛歯１９Ａ、１９Ｂとの間に静電力が作用する。この静電力が作用することにより、マイクロミラー１１は、接着パッド１４Ａ〜１４Ｄを固定端とし、ヒンジ１５Ａ〜１５Ｄ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。このように、マイクロミラー１１を揺動させることで、レーザ２０からのレーザ光Ｌの反射光Ｌ’が感光ドラム４１の主走査方向に走査されることになる。
【００３０】
さらに、マイクロミラースキャナ１０Ａは、各走査機構１０の揺動櫛歯１８Ａ、１８Ｂと固定櫛歯１９Ａ、１９Ｂ（揺動櫛歯１８Ａ、１８Ｂ及び固定櫛歯１９Ａ、１９Ｂをまとめて、以下、マイクロミラー用電極という）との間に交流電圧を印加する駆動部６０を備えている。図４は、駆動部６０の機能ブロック図である。駆動部６０は、各走査機構１０が具備するマイクロミラー１１を揺動させるための電圧を発生させる電源部６０Ａと、電源部６０Ａから電圧の供給を受けて、各走査機構１０のマイクロミラー用電極に電圧を印加する各走査機構１０の電圧印加部６０Ｂとから構成されている。
【００３１】
電源部６０Ａは、交流電源６１と、個別交流電圧発生手段６２と、増幅用電源６３とから構成されている。交流電源６１は、押釦スイッチ（図示せず）等から揺動駆動開始信号が入力されることにより、所定の一定周波数の方形波の交流電圧（クロック電圧）を発生させる。交流電源６１によって発生した交流電圧は、個別交流電圧発生手段６２に供給される。この個別交流電圧発生手段６２は、各走査機構１０が具備するマイクロミラー１１を揺動させるための各マイクロミラー１１の個別交流電圧を発生させるものである。本実施形態では、個別交流電圧発生手段６２は、交流電源６１から供給された交流電圧を分配して各個別交流電圧を発生させる。交流電圧発生手段６２は、発生させた各個別交流電圧を各走査機構１０の電圧印加部６０Ｂに供給する。
【００３２】
増幅用電源６３は、直流電源６３Ａと高圧発生手段６３Ｂとから構成されている。直流電源６３Ａは、所定の電圧値（例えば、２４Ｖ）をもった直流の定電圧を発生させる。直流電源６３Ａによって発生した定電圧は、高圧発生手段６３Ｂに供給される。高圧発生手段６３Ｂは、供給された定電圧を所定の電圧値（例えば、２００Ｖ）まで昇圧して高圧電圧を生成し、この高圧電圧を各走査機構１０の電圧印加部６０Ｂに供給する。
【００３３】
各走査機構１０の電圧印加部６０Ｂは、位相調整手段６５と、増幅手段６６と、出力手段６７とを備えている。位相調整手段６５は、個別交流電圧発生手段６２から供給された個別交流電圧の位相を調整するものである。位相調整手段６５によって位相調整された個別交流電圧は、増幅手段６６に供給される。増幅手段６６は、位相調整手段６５から供給された個別交流電圧を高圧発生手段６３Ｂから供給される高圧電圧によって増幅する。この増幅方法は特に限定されるものでないが、一例として、位相調整手段６５から供給される個別交流電圧を増幅器に入力させ、当該増幅器を高圧発生手段６３Ｂから供給される高圧電圧で駆動して、個別交流電圧を増幅させる方法を挙げることができる。このように、１つの増幅用電源６３によって発生した高圧電圧を各走査機構１０の電圧印加部６０Ｂに供給することで、マイクロミラーの数に関わらず、高圧電源１つで個別交流電圧の増幅を行うことができ、マイクロミラースキャナ１０Ａやレーザ光走査装置１００の小型化、軽量化、低廉化などを図ることができる。増幅手段６６は、増幅した個別交流電圧を出力手段６７に供給する。出力手段６７は、供給された個別交流電圧を各走査機構１０のマイクロミラー用電極に印加する。
【００３４】
図５は、マイクロミラーａとマイクロミラーｂとの交流電圧の周波数に対する位相特性を示したグラフである。マイクロミラーａは、複数の走査機構１０のうち１つの走査機構１０を構成するマイクロミラー１１であり、マイクロミラーｂは、マイクロミラーａが構成する走査機構１０とは異なる走査機構１０を構成するマイクロミラー１１である。図５における縦軸は、交流電圧とマイクロミラーａ及びマイクロミラーｂの揺動との位相差を表し、横軸は、マイクロミラーａ及びマイクロミラーｂを揺動させるためのマイクロミラー用電極に印加される交流電圧の周波数を表している。マイクロミラーａ、マイクロミラーｂを揺動させるためのマイクロミラー用電極に周波数ｆ０の交流電圧を印加すると、図５に示すように、マイクロミラーａの揺動の位相は、交流電圧の位相に対してθ１だけ遅れ、マイクロミラーｂの揺動の位相は、交流電圧の位相に対してθ２（｜θ１｜＜｜θ２｜）だけ遅れることが分かる。従って、交流電圧の周波数に対する位相特性が異なるマイクロミラー間では、揺動に同じ交流電圧を用いても、交流電圧とマイクロミラーの揺動との位相差が異なる。
【００３５】
マイクロミラー１１の交流電圧の周波数に対する位相特性は、マイクロミラー１１毎に異なるため、各走査機構１０における交流電圧とマイクロミラー１１の揺動の位相差は、実装されるマイクロミラー１１によって異なる。そこで、例えば、各走査機構１０に実装されるマイクロミラー１１の位相特性に応じて、個別交流電圧の位相を位相調整手段６５によって調整すれば、実装されるマイクロミラー１１の位相特性に関わらず、位相調整前の個別交流電圧とマイクロミラー１１との位相差を予め定められた大きさにすることが可能になる。
【００３６】
本実施形態では、位相調整手段６５によって行われる位相調整は、積分回路を用いたローパスフィルタリングで行う。具体的には、個別交流電圧の位相を早めると、位相調整前の個別交流電圧の位相に対してマイクロミラー１１の揺動の位相が早まり、個別交流電圧の位相を遅らせると、位相調整前の個別交流電圧の位相に対してマイクロミラーの揺動の位相が遅くなる。
【００３７】
図６は、位相調整手段６５によって行われる個別交流電圧の位相調整と、増幅手段６６によって行われる個別交流電圧の増幅とを実現する回路の一例を示す図である。図６に示すように、個別交流電圧発生手段６２から供給される個別交流電圧は、位相調整手段６５を構成するＲＣ積分回路７０１によって位相調整される。位相を早める程度や遅める程度の調整は、ＲＣ積分回路７０１の抵抗値を調整してカットオフ周波数を変動させることで行う。電源７０５及び電源７０５に接続された可変抵抗器７０４は、マイクロミラー１１がある温度（例えば室温など）であるときに、必要とされる振れ角でマイクロミラー１１を揺動させる電圧を発生するものである。電源７０５及び可変抵抗器７０４によって発生した電圧は、オペアンプ７０３を介して、ＲＣ積分回路７０１によって位相調整された個別交流電圧に重畳されて、増幅手段６６を構成する増幅器７０２に供給される。増幅器７０２は、高圧発生手段６３Ｂから供給される高圧電圧によって駆動されており、電源７０５及び可変抵抗器７０４によって発生した電圧が重畳された個別交流電圧は、増幅器７０２によって増幅され、出力手段６７に出力される。
【００３８】
以上のように、マイクロミラー用電極に印加する個別交流電圧の位相を調整することによって、マイクロミラー１１の位相特性に関わらず、位相調整前の個別交流電圧とマイクロミラー１１の揺動との位相差を予め定められた位相差にすることができる。よって、本実施形態に係るレーザ光走査装置１００及びマイクロミラースキャナ１０Ａは、交流電源６１によって発生した交流電圧の位相を基準として、各走査機構１０が具備するマイクロミラー１１の揺動の位相を調整することが可能であるため、予め定められた時間差をもって各書込ユニット４Ａの感光ドラム４１Ａを走査することが可能である。従来のタンデム式のプリンタの走査機構にマイクロミラースキャナを採用した場合、マイクロミラーの位相特性によって、ＹＭＣＫの各色の画像が印刷される位置が数ｍｍ程度ずれるが、本実施形態に係るレーザ光走査装置１００及びマイクロミラースキャナ１０Ａを用いることで、このずれを大幅に低減することができる。
【００３９】
（実施形態２）
以下、実施形態１と異なる部分について主として説明し、同様の構成についてはその説明を適宜省略し、用語及び図番を援用する。本実施形態においては、駆動部６０は、各マイクロミラー１１の雰囲気温度を計測する温度計測手段と、温度計測手段の計測結果に基づいた電圧の直流バイアス成分を、位相調整手段６５によって位相調整された各個別交流電圧に重畳する振角調整手段とを備えている。さらに、本実施形態では、出力手段６７は、各走査機構１０のマイクロミラー用電極に、振角調整手段によって直流バイアス成分が重畳された各個別交流電圧を印加する。
【００４０】
本実施形態の駆動部６０は、実施形態１の駆動部６０と同様に、電源部６０Ａと各走査機構１０の電圧印加部６０Ｂとから構成されている。本実施形態の電源部６０Ａは、実施形態１と同様の構成となっている。一方、本実施形態の電圧印加部６０Ｂは、実施形態１の電圧印加部６０Ｂと異なっており、実施形態１の電圧印加部６０Ｂに前述の温度計測手段及び振角調整手段が加えられる他、タイマー回路とスイッチ回路とが更に加えられた構成になっている。
【００４１】
図７に本実施形態の電圧印加部６０Ｂの機能ブロック図を示す。温度計測手段６８は、各走査機構１０が具備するマイクロミラー１１の近傍に配置され、マイクロミラー１１の雰囲気温度を計測する温度センサなどで構成されている。振角調整手段６９は、位相調整手段６５によって位相調整された個別交流電圧に直流バイアス成分を重畳する第１直流バイアス重畳回路６９Ａと第２直流バイアス重畳回路６９Ｂとを備える。第１直流バイアス重畳回路６９Ａによって直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧は、マイクロミラー１１の揺動を開始する際にマイクロミラー用電極に印加する交流電圧として用いられ、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂによって直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧は、マイクロミラー１１の揺動開始から予め設定された所定時間経過後にマイクロミラー用電極に印加する交流電圧として用いられる。
【００４２】
タイマー回路７０は、押釦スイッチ等から揺動駆動開始信号が入力される。この揺動駆動開始信号は、実施形態１で説明した交流電源６１に押釦スイッチ等から入力される揺動駆動開始信号と同じ信号である。タイマー回路７０は、揺動駆動開始信号が入力された直後には、第１直流バイアス重畳回路６９Ａからの出力信号（第１直流バイアス重畳回路６９Ａによって直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧）がマイクロミラー用電極に印加されるように、スイッチ回路７１を切り替える。一方、予め設定された所定時間（例えば、０．２秒以上）経過後には、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂからの出力信号（第２直流バイアス重畳回路６９Ｂによって直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧）がマイクロミラー用電極に印加されるように、スイッチ回路７１を切り替える。第１直流バイアス重畳回路６９Ａ又は第２直流バイアス重畳回路６９Ｂからの出力信号は、スイッチ回路７１を介して、増幅手段６６に供給される。増幅手段６６は、実施形態１と同様に、第１直流バイアス重畳回路６９Ａ又は第２直流バイアス重畳回路６９Ｂからの出力信号を増幅して出力手段６７に供給する。出力手段６７は、走査機構１０のマイクロミラー用電極に、直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧を印加する。
【００４３】
図８は、第１直流バイアス重畳回路６９Ａ及び第２直流バイアス重畳回路６９Ｂから出力される個別交流電圧の波形を模式的に示す図である。図８に示すように、第１直流バイアス重畳回路６９Ａ又は第２直流バイアス重畳回路６９Ｂからは、位相調整手段６５から供給される一定周波数ｆの個別交流電圧に直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧が出力されることになる。
【００４４】
また、図９は、重畳する直流バイアス成分の値を変更することによりマイクロミラー１１の機械的共振周波数が変化する様子を模式的に示す説明図である。図９に示すように、周波数ｆの個別交流電圧に重畳する直流バイアス成分（図８の電圧Ｖ）を高めれば、マイクロミラー１１の機械的共振周波数特性（交流電圧の周波数に対するマイクロミラーの振幅特性）は、周波数の高い方にシフトし、機械的共振周波数（最大の振れ角が得られる共振周波数）がｆ１からｆ２に高まることになる。逆に、直流バイアス成分を低下させれば、機械的共振周波数がｆ２からｆ１に低下することになる。
【００４５】
第１直流バイアス重畳回路６９Ａでは、マイクロミラー１１の機械的周波数（図９のｆ１）が位相調整手段６５から供給される個別交流電圧の周波数ｆよりも低くなるように、直流バイアス成分が設定されている。一方、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂでは、マイクロミラー１１の機械的周波数（図９のｆ２）が位相調整手段６５から供給される個別交流電圧の周波数ｆよりも低くなるように、且つ、第１直流バイアス重畳回路６９Ａで重畳される直流バイアス成分によって決まるマイクロミラー１１の機械的周波数（図９のｆ１）よりも高くなるように、直流バイアス成分が設定されている。
【００４６】
このように、マイクロミラー１１の揺動を開始する際にマイクロミラー用電極に印加される個別交流電圧を出力する第１直流バイアス重畳回路６９Ａと、駆動開始から所定時間経過後にマイクロミラー用電極に印加される個別交流電圧を出力する第２直流バイアス重畳回路６９Ｂとが重畳する直流バイアス成分を設定することで、マイクロミラー１１の振れ角を容易に大きくすることができる。
【００４７】
また、マイクロミラー１１の機械的共振周波数特性は、マイクロミラー１１の温度変化によって変化するため、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂは、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂに設定された直流バイアス成分を、温度計測手段６８の計測結果に基づいて変更するように構成されている（温度計測手段６８の計測結果と重畳する直流バイアス成分との対応関係が設定されている）。マイクロミラー１１の温度変化が生じると、マイクロミラー１１の機械的共振周波数特性が変化し、これによりマイクロミラー１１の振れ角が変化する。そのため、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂから出力される個別交流電圧の周波数ｆが前述したようにマイクロミラー１１の機械的周波数ｆ１よりも若干高くなる状態を維持できるように、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂは、重畳するべき直流バイアス成分を変更する。斯かる構成により、仮にマイクロミラー１１の温度変化が生じたとしても、一定の振れ角でマイクロミラー１１を揺動させることが可能である。
【００４８】
図１０は、位相調整手段６５によって行われる個別交流電圧の位相調整と、第２直流バイアス重畳回路６９Ｂによって行われる直流バイアス成分の重畳と、増幅手段６６によって行われる個別交流電圧の増幅とを実現する回路の一例を示す図である。図１０に示すように、個別交流電圧発生手段６２から供給される個別交流電圧は、実施形態１と同様に、位相調整手段６５を構成するＲＣ積分回路７０１によって、位相調整される。
【００４９】
また、実施形態１と同様に、電源７０５及び電源７０５に接続された可変抵抗器７０４は、マイクロミラー１１がある温度（例えば室温など）であるときに、必要とされる振れ角でマイクロミラー１１を揺動させる電圧を発生するものである。電源７０５及び可変抵抗器７０４によって発生した電圧は、オペアンプ７０３に供給される。この電圧の他、オペアンプ７０３には、温度計測手段６８の計測結果に対応する電圧値の直流バイアス成分が供給される。電源７０５及び可変抵抗器７０４から供給された電圧と、直流バイアス成分は、オペアンプ７０３によって重畳され、重畳された電圧は、ＲＣ積分回路７０１によって位相調整された個別交流電圧に重畳されて、増幅手段６６を構成する増幅器７０２に供給される。増幅器７０２は、高圧発生手段６３Ｂから供給される高圧電圧によって駆動されており、増幅器７０２に供給された個別交流電圧は、増幅器７０２によって増幅され、出力手段６７に出力される。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係るレーザ光走査装置１００及びマイクロミラースキャナ１０Ａは、複数のレーザ光Ｌの走査を予め定められた時間差を持って行うことが可能であるだけでなく、マイクロミラー１１の温度の変化が生じても、一定の振れ角でマイクロミラー１１を揺動させることが可能である。
【００５１】
実施形態１及び２においては、本発明に係るレーザ光走査装置及びマイクロミラースキャナをタンデム式のプリンタに実装した場合について説明したが、本発明に係るレーザ光走査装置及びマイクロミラースキャナが実装される装置は、タンデム式のプリンタに限定されるものでない。本発明に係るレーザ光走査装置及びマイクロミラースキャナは、複数のマイクロミラーを用いてレーザ光を走査させて画像を形成する装置、例えば、プリンタ、モニタ、プロジェクターなどにも実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロミラースキャナ及びレーザ光走査装置を具備するレーザプリンタの概略構成図である。
【図２】図２は、走査機構とレーザとの概略構成を説明するための図である。
【図３】図３は、マイクロミラーデバイスの概略構成図である。
【図４】図４は、駆動部の機能ブロック図である。
【図５】図５は、位相特性の異なるマイクロミラーの交流電圧の周波数に対する位相特性を示したグラフである。
【図６】図６に、個別交流電圧の位相調整と、個別交流電圧の増幅とを実現する回路の一例を示す図である。
【図７】図７は、電圧印加部の機能ブロック図である。
【図８】図８は、第１直流バイアス重畳回路及び第２直流バイアス重畳回路によって直流バイアス成分が重畳された個別交流電圧の波形を模式的に示す図である。
【図９】図９は、重畳する直流バイアス成分の値を変更することによりマイクロミラー１１の機械的共振周波数が変化する様子を模式的に示す説明図である。
【図１０】図１０は、個別交流電圧の位相調整と、直流バイアス成分の重畳と、個別交流電圧の増幅とを実現するための回路を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００  レーザ光走査装置
１０Ａ  マイクロミラースキャナ
１０  走査機構
１１  マイクロミラー
２０Ａ  レーザ光源
２０  レーザ
６０  駆動部
６１  交流電源
６２  個別交流電圧発生手段
６３  増幅用電源
６５  位相調整手段
６６  増幅手段
６７  出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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