(57)【要約】【課題】固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器及びその制御方法を提供する。【解決手段】本固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器及びその制御方法は、レーザプリンタの双方向レーザスキャン装置中のＭＥＭＳミラーの制御器に用いＭＥＭＳミラーの固有共振周波数を制御し、振幅を調整し、スキャンデータをレーザプリンタ所定のレーザ光源が発信する周波数と固定時間区間に基づき、有効なスキャンウィドウ内で送出させ、制御器の構造を簡易化し、高精度のスキャン作用を達成する。【選択図】図3
2009271495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザスキャン装置に応用し、該レーザスキャン装置は、レーザ光線を発生することに用いるレーザ光源と、共振方式を利用し、反射鏡を駆動し、正方向スキャン及び逆方向スキャンでレーザ光線を目標物上にスキャンするＭＥＭＳミラー(MEMS  mirror)と、スキャン光線を受けて光線を光検出信号(PDsignal)に変換する光検出器（PD：photo detector)と、スキャン光線を角度時間の線形関係に変換するスキャンレンズ片と、所定の周波数と時間区間でレーザ光源が発出するレーザ光線を制御するレーザ制御器(laser controller)と、を含む固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器（MEMS scan controller)であって、
ＭＥＭＳミラーの固有共振周波数でＭＥＭＳミラーの振動振幅を調整し、それが論理ユニットと、制御信号出力ユニットと、ブリッジ回路とを含み、そのうち、
論理ユニットは、光検出器が発生する光検出信号を受け、毎回の光検出信号の間隔時間を計算し、ＭＥＭＳミラーの調整信号をブリッジ回路に供給することができ、ＭＥＭＳミラーの振幅エラー信号を制御信号出力ユニットに供給し、
制御信号出力ユニットが論理ユニットの振幅エラー信号を受けて、レーザ制御器を制御する安定信号に変換することができ、
ブリッジ回路が論理回路の変調信号を受けて、駆動信号二片監視ＭＥＭＳミラー の振動を駆動し、
これにより、レーザスキャン装置が有効スキャンウィンドウ内で所定の周波数と時間区間に基づきスキャンデータを送出することができることを特徴とする固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器。
【請求項２】
レーザスキャン装置に応用し、該レーザスキャン装置は、レーザ光線を発生することに用いるレーザ光源と、共振方式を利用し、反射鏡を駆動し、正方向スキャン及び逆方向スキャンでレーザ光線を目標物上にスキャンするＭＥＭＳミラーと、スキャン光線を受けて光線を光検出信号に変換する２つの光検出器と、スキャン光線を角度時間の線形関係に変換するスキャンレンズ片と、所定の周波数と時間区間でレーザ光源が発出するレーザ光線を制御するレーザ制御器と、を含む固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器であって、
ＭＥＭＳミラーの固有共振周波数を検出することに用い、ＭＥＭＳミラーの振動振幅を安定させ、それが論理ユニットと、制御信号出力ユニットと、ブリッジ回路と、を含み、そのうち、
論理ユニットは、２つの光検出器が発生する光検出信号を受け、毎回の光検出信号の間隔時間を計算し、ＭＥＭＳミラーの調整信号をブリッジ回路に供給することができ、ＭＥＭＳミラーの安定した信号を制御信号出力ユニットに供給し、
制御信号出力ユニットが論理ユニットのＭＥＭＳミラーが既に安定した信号を受けて、レーザ制御器を制御する安定信号に変換することができ、
ブリッジ回路が論理回路の変調信号を受けて、駆動信号二片監視ＭＥＭＳミラーの振動を駆動し、
これにより、レーザスキャン装置が有効スキャンウィンドウ内で所定の周波数と時間区間に基づきスキャンデータを送出することができることを特徴とする固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器。
【請求項３】
前記スキャンレンズ片が第１スキャンレンズ片と第２スキャンレンズ片から構成され、そのうち、レーザスキャン装置が使用するＭＥＭＳミラーの固有共振周波数が差異を有し、有効スキャンウィンドウに影響を発生する時、第１スキャンレンズ片と第２スキャンレンズ片の光軸上の相対距離を調整することによって補償を行う請求項１又は２記載の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器。
【請求項４】
前記制御信号出力ユニットが論理ユニットのＭＥＭＳミラーが安定した信号を受信でき、さらに、制動信号を出力でき、レーザ制御器のスキャンウィンドウ内でのスキャンデータの伝送の開示または停止を制御することに用いる請求項１又は２記載の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器。
【請求項５】
前記論理ユニットは、ＭＥＭＳミラーの振動周波数とレーザ制御器の所定のスキャンデータ周波数を比較照合することができ、更に、論理ユニットによって周波数エラー信号をレーザ制御器に発信する請求項１又は２記載の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器。
【請求項６】
請求項１又は２の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器に応用し、以下のＳ１からＳ３のステップ：
Ｓ１：レーザ制御器がイネーブル信号を発信しているか否かを検出し、イネーブル信号を発信していれば、ＭＥＭＳスキャン制御器が起動していることを開示させ、ＭＥＭＳスキャン制御器の論理ユニットに変調信号を発信させ、ブリッジ回路を駆動させ、ＭＥＭＳミラーを振動させ、論理ユニットがスキャン周波数とスキャン振幅を計算し、
Ｓ２：ＭＥＭＳスキャン制御器の論理ユニットが変調信号を発信し、ＭＥＭＳミラーを安定振動させ、所定の振幅まで振動させ、
Ｓ３：ＭＥＭＳミラーが安定後、ＭＥＭＳスキャン制御器の制御信号出力ユニットは、安定振動をレーザ制御器に発信する
ステップを含む固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器の制御方法。
【請求項７】
前記Ｓ３のステップ中、該制御信号出力ユニットが更に制動信号を発出し、レーザ制御器にスキャンデータの伝送を開始または停止させることができる請求項６記載の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器の制御方法。
【請求項８】
請求項１のＭＥＭＳスキャン制御器に応用する時、ＭＥＭＳミラーの振動を制御するＳ２ステップ中、Ｓ２ステップは更に以下のＳ２１からＳ２４のステップ：
Ｓ２１：負荷の開始値Ｄを設定し、周期開始値Ｔを設定し、
Ｓ２２：光検出信号が半周期Ｔ内で二回触発されるか否かを検査し、二回触発されることがなければ、振幅の調整を開始し、
Ｓ２３：光検出信号の２回の触発時間と全周期の比を検査し、所定の範囲を超えれば、振幅を調整し、
Ｓ２４：振幅調整時、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させ、振幅を変更し、半周期内で振幅が２回光検出器を触発させ、負荷Ｄ値が安定すれば、再調整せず、ＭＥＭＳミラーの振動が最大振幅に達し且つ安定しているとする、
ステップを含む請求項６記載の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器の制御方法。
【請求項９】
請求項２のＭＥＭＳスキャン制御器に応用する時、ＭＥＭＳミラーの振動を制御するＳ２ステップ中、Ｓ２ステップは更に以下のＳ２１からＳ２４のステップ：
Ｓ２１：負荷の開始値Ｄを設定し、周期開始値Ｔを設定し、
Ｓ２２：２つの光検出信号が半周期Ｔ内で、第１光検出器または第２光検出器が二回触発されるか否かを検査し、二回触発されることがなければ、振幅の調整を開始し、
Ｓ２３：光検出信号の２回の触発時間と全周期の比を検査し、所定の範囲を超えれば、振幅を調整し、
Ｓ２４：振幅調整時、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させ、振幅を変更し、半周期内で振幅が２回光検出器を触発させ、負荷Ｄ値が安定すれば、再調整せず、ＭＥＭＳミラーの振動が最大振幅に達し且つ安定しているとする、
ステップを含む請求項６記載の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステムズ：微小電子機械）スキャンコントローラ(scan controller）、及び、その控制方法に関し、特に、双方向レーザスキャン装置(bi-direction laser scanning unit)に用いる微小電子機械ミラー(ＭＥＭＳ mirror)及びその制御方法であり、ＭＥＭＳミラーの固有共振周波数を利用し、固定されたレーザ光源発出の時間区間内でスキャンを行う固定スキャン周波数微小電子機械スキャン制御器、及び、その制御方法（ＭＥＭＳ scan controller with inherence frequency and method of control thereof）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ねじり振動子（torsion oscillators）を有するＭＥＭＳミラー（micro-electric-mechanical system oscillatory mirror：ＭＥＭＳ mirror)は発展しており、未来においてはイメージシステム、スキャナまたはレーザプリンタのＬＳＵに応用され、その読取効率（Scanning efficiency）は従来技術による回転多面鏡よりも高い。
ＭＥＭＳミラーはブリッジ回路を有する制御基板、ねじり振動子および反射鏡から構成され、共振磁場によって反射鏡を軸を中心に左右に揺動駆動し、時間経過に従って変化する回動角度によって、ＭＥＭＳミラーに入射されるレーザ光線をＭＥＭＳミラー中心軸から各種角度に反射して読み取りを行う。ＭＥＭＳミラーは光波長の影響を無視でき、高解析度で大きな回動角度を達成できるという特徴を有するので、USP 5,408,352、USP 5,867,297、USP 6,947,189、USP 7,190,499、USP 2007/063134、TW M253133、TW I283952、JP2006‐201350およびJP63−314965などに広く応用されている。
ＭＥＭＳミラーは軸を中心に左右に往復揺動するので、読取効率を高めるためには、双方向読み取りに発展させて双方向ＬＳＵを構成すればよいが、双方向ＬＳＵは制御の困難性が高くなる。ＭＥＭＳミラーは共振方式で往復揺動し、その揺動角度および安定性はＬＳＵの精度に影響を与える。ＭＥＭＳミラーの双方向ＬＳＵのコントローラにおいて、従来技術においては、ＭＥＭＳミラーの共振周波数の調整、作業角度の調整または電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用した周波数調整などＭＥＭＳミラーの安定制御に重点が置かれ、電圧制御発振器の原理は、電流によって媒介質の透磁を制御する技術または電圧を利用して電気容量を変更し、周波数を変更するものであり、USP 2005/0280879、USP 2006／00139113、USP 2005／0139678、USP 2007／0041068、USP 2004／0119002、USP 7,304,411、USP 5,121,138およびJP63‐314965などが存在する。
しかし、双方向ＬＳＵにおいて、Ａ４サイズで600ＤＰＩ（dot per inch）の精度を例とすると、各方向に読み取りを行うとき、5102個のレーザ光線の光点を発射することによって、この5102個の光点を有効な読取窓(スキャン範囲)（imaging interval/scanning window）内に完全に発射させることができ、ＭＥＭＳミラーの周波数変動または振幅変動によって有効な読取窓が移動し、5102個の光点がずれてターゲットを完全に結像できない状況が発生してはならない。従って、ＭＥＭＳミラーの周波数を計算してレーザ光線を発信するレーザ制御器（laser controller）に正確な信号を与えることは制御の重点の一つである。
それぞれのＭＥＭＳミラーが構造上少し違いを有することによって、その固有の共振周波数も異なり、例えば、USP 2006/0279364、USP 6,891,572、USP 6,870,560、USP 6,987,595、USP 6,838,661、USP 2006/0117854は、参考表、同期スキャン信号、計数器を使用するかＰＤ(photo detector)位置を測量する等の制御ＭＥＭＳミラーを開示している。GB2378261は、予測モールディング(prediction molding)の使用を開示している。JP2226114は、双電圧の比較法の使用等を開示している。しかしながら、これらは、制御構造において、何れも相当複雑であり、複雑な計算と記憶体を使用し、微小電子機械のＭＥＭＳミラー振動の安定性の解決を試み、それぞれ異なるＭＥＭＳミラーの共振周波数を制御し、その振動を一致させ、ＭＥＭＳ ＬＳＵ（レーザ走査ユニット）を有効スキャンウィンドウで正確なスキャンができるようにする。
【特許文献１】ＵＳＰ  ５，４０８，３５２
【特許文献２】ＵＳＰ  ５，８６７，２９７
【特許文献３】ＵＳＰ  ６，９４７，１８９
【特許文献４】ＵＳＰ  ７，１９０，４９９
【特許文献５】ＵＳＰ  ２００７／０６３１３４
【特許文献６】ＴＷ  Ｍ２５３１３３
【特許文献７】ＴＷ  Ｉ２８３９５２
【特許文献８】特開２００６‐２０１３５０
【特許文献９】特開昭６３−３１４９６５
【特許文献１０】ＵＳＰ  ２００５／０２８０８７９
【特許文献１１】ＵＳＰ  ２００６／００１３９１１３
【特許文献１２】ＵＳＰ  ２００５／０１３９６７８
【特許文献１３】ＵＳＰ  ２００７／００４１０６８
【特許文献１４】ＵＳＰ  ２００４／０１１９００２
【特許文献１５】ＵＳＰ  ７，３０４，４１１
【特許文献１６】ＵＳＰ  ５，１２１，１３８
【特許文献１７】ＵＳＰ  ２００６／０２７９３６４
【特許文献１８】ＵＳＰ  ６，８９１，５７２
【特許文献１９】ＵＳＰ  ６，８７０，５６０
【特許文献２０】ＵＳＰ  ６，９８７，５９５
【特許文献２１】ＵＳＰ  ６，８３８，６６１
【特許文献２２】ＵＳＰ  ２００６／０１１７８５４
【特許文献２３】ＧＢ  ２３７８２６１
【特許文献２４】特許第２２２６１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器（scan controller）を提供し、ＭＥＭＳレーザ走査ユニット（LSU）に組み込み、双方向スキャンのレーザプリンタ、多機能事務機等の装置に応用し、それは、該ＭＥＭＳスキャン制御器によってＭＥＭＳミラーを共振周波数で振動させ、ＭＥＭＳミラーの振動振幅を制御し、レーザ光線が有効スキャン領域で正確なスキャンを行うことはできるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のＭＥＭＳスキャン制御器（scan controller)は、ＭＥＭＳ ＬＳＵ（レーザ走査ユニット)中に使用する。該ＭＥＭＳ ＬＳＵは、レーザ光源、ＭＥＭＳ ミラー(mirror）、光検出器（photo detector：PD)、スキャンレンズ片及び本発明のＭＥＭＳスキャン制御器（scan controller）を含む。そのうち、スキャンレンズ片は少なくとも１つの光学レンズ片から構成され、ＭＥＭＳミラー共振周波数変動範囲内で、ＭＥＭＳミラーが反射するスキャン光線を線形時間のスキャン光線に修正する。
本発明の固定スキャン周波数によるＭＥＭＳスキャン制御器(scan controller with inherence frequency）は、ＭＥＭＳミラーが固有周波数及び所定の角度で安定振動できるようにする。それは、更に論理ユニット、制御信号出力ユニット及びブリッジ回路を含み、論理ユニットは、光検出器（PD：photo detector)が発生するＰＤ検出信号(PD signal)を受信し、変調信号を発信し、ブリッジ回路を制御することができ、ブリッジ回路を経由し、ＭＥＭＳミラーの共振角度(または振幅)及びその固有共振周波数を制御し、安定振動する。ＭＥＭＳミラーの安定振動後、論理ユニットは、安定信号を制御信号出力ユニットに発信し、制御信号出力ユニットが安定信号を出力し、該安定信号は、レーザ制御器(laser controller)と協動し、レーザ制御器を制御することにより伝送スキャンデータ(data string）を得る。
制御信号出力ユニットは、更に制動信号を発信することができ、レーザ制御器が伝送スキャンデータを開始/停止できるように協定する。そのうち、論理ユニットは、更に、周波数エラー信号をレーザ制御器に発信し、レーザ制御器がそのスキャン周波数を調整するよう協定し、スキャンデータがスキャンウィンドウ（読取窓：（imaging interval/scanning window）)内に中で正確な伝送を行うことができるようにする。
【０００５】
本発明のＭＥＭＳスキャン制御器の制御方法は、下記のＳ１からＳ３のステップ(工程)を含む：
Ｓ１：レーザ制御器(laser controller）がイネーブル信号を発信しているか否かを検出し、レーザ制御器がイネーブル信号を発信していれば、ＭＥＭＳスキャン制御器(scan controller)に起動を開始させ、ＭＥＭＳスキャン制御器の論理ユニットに変調信号を発信させ、ブリッジ回路を駆動させ、ブリッジ回路がＭＥＭＳミラーの振動を開始する。論理ユニットがスキャン周波数とスキャン振幅を計算する。
Ｓ２：ＭＥＭＳスキャン制御器(scan controller)の論理ユニットが変調信号（第１、第２、第３変調信号を含む）を発信し、ＭＥＭＳミラーを安定振動させ、所定の振幅まで振動させる。そのうち、ＭＥＭＳミラーを安定振動させるステップは、後に記載する(S２１〜S２６)のようなフローである。
Ｓ３：ＭＥＭＳミラーの安定後、ＭＥＭＳスキャン制御器の制御信号出力ユニットは、安定振動、制動信号または周波数エラー信号をレーザ制御器に発信する。
【０００６】
本発明は、ＭＥＭＳミラーの振幅Aを制御しＭＥＭＳミラーの振動を安定させる制御方法に対して１つの光検出器（PD）を運用し、以下のＳ２１からＳ２６のステップを含む：
Ｓ２１：負荷の開始値Ｄを設定し、周期開始値Ｔを設定する。
Ｓ２２：光検出信号（PD signal）が半周期Ｔ内で二回触発されるか否かを検査し、二回触発されることがなければ、振幅の調整を開始する。
Ｓ２３：光検出信号(PD signal)の２回の触発時間を検査し、５％を超えれば、振幅を調整する。ここで、５％の設定は制限するものではなく、制御精度により事前に設定することができる。
Ｓ２４：振幅調整時に、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させ、振幅を変更し、半周期内で振幅が２回の光検出器（PD）を触発できるようにする。
Ｓ２５：ＭＥＭＳスキャン制御器は、ＭＥＭＳミラーが安定しているか否かを判断し、ＭＥＭＳミラーが安定後に、ＭＥＭＳスキャン制御器が安定信号を発信する。 
Ｓ２６：レーザ制御器が安定信号を受信した場合、スキャンデータを設定したfdata周波数および設定した時間区間 (T2またはT4時間内)でスキャンデータを伝送する。
【０００７】
２つの光検出器（PD)に対して、ステップＳ２は、以下の制御方法であることができる。
Ｓ２１：負荷の開始値Ｄを設定し、周期開始値Ｔを設定する。
Ｓ２２：２つの光検出信号(PD signal）が半周期Ｔ内で、１つ目の光検出器（PD)または２つ目の光検出器(PD）が二回触発されるか否かを検査し、二回触発されることがなければ、振幅の調整を開始する（ステップS25）。
Ｓ２３：光検出信号(PD signal)の２回の触発時間を検査し、５％を超えなければ、振幅を調整する。そのうち、５％の設定は、制限するものではなく、制御精度により事前に設定することができる。
Ｓ２４：振幅調整時、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させ、振幅を変更し、半周期内で振幅が２回２つのＰＤを触発できるようにする。
Ｓ２５：ＭＥＭＳスキャン制御器は、ＭＥＭＳミラーが安定しているか否かを判断し、ＭＥＭＳミラーが安定後に、ＭＥＭＳスキャン制御器が安定信号を発信する。 
Ｓ２６：レーザ制御器が安定信号を受信した場合、スキャンデータを設定したfdata周波数および設定した時間区間 (T2またはT4時間内)でスキャンデータを伝送する。
【０００８】
スキャンレンズ片は、単片式、二片式レンズ片または二片以上のレンズ片から構成されることができ、本発明のもう１つの目的は、ＭＥＭＳスキャン制御器が単片、二片または二片以上のスキャンレンズ片のＭＥＭＳの微小電子機械スキャン装置に運用することができ、解析度をより良好にする場合、二片式レンズ片または二片以上のレンズ片を使用することができ、二片式レンズ片を使用時、そのうち、第１スキャンレンズ片は、スキャン光線を線形時間の関係に校正し、第２スキャンレンズ片または、より多くのスキャンレンズ片が異なるＭＥＭＳミラーの固有の共振周波数により第１スキャンレンズ片との相対位置を調整し、更に、スキャン光線を線形時間の関係に補正し、有効スキャンウィンドウ内で所定のスキャンデータを正確に伝送できるようにすることにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器及びその制御方法によれば、固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器であって、ＭＥＭＳレーザ走査ユニット(ＬＳＵ)に組み込み、双方向スキャンのレーザプリンタ、多機能事務機等の装置に応用し、それによれば、ＭＥＭＳスキャン制御器によってＭＥＭＳミラーを共振周波数で振動させ、ＭＥＭＳミラーの振動振幅を制御し、レーザ光線が有効スキャン領域で正確なスキャンを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の好適な固定スキャン周波数微小電子機械スキャン制御器、及び、その制御方法の実施例を図面に沿って説明する。
本発明の前提となるＭＥＭＳミラーは、ミラー基材にバネ部を介して連結されたミラーと、ミラーの反射鏡面にレーザ光線を入射するレーザ光源とを備え、ミラーは、レーザ光源からのレーザ光線を反射するとともに、力を印加したときにバネ部の弾性力によって回転振動するようになっているスキャニング装置である。
本発明の各実施例のＭＥＭＳレーザ走査ユニット（ＬＳＵ）は、図１に示すように、レーザ光源は、レーザプリンタまたは多機能事務機のレーザ制御器（laser controller)による制御を受け、レーザ制御器がスキャンデータ(data string）を発信する時、fdata伝送周波数でデータをレーザ光源が発生する間断なレーザ光線を経由しＭＥＭＳミラーの反射鏡面に発射し、ＭＥＭＳミラーが共振周波数で(resonant frequency)レンズ面を正方向及び逆方向に振動させ、レーザ光線をスキャン光線にスキャンし、スキャンレンズ片を経由して修正後に目標物上に結像する。レーザ制御器は、固定不変のfdata伝送周波数でレーザ光線を送出スキャンする時、本発明のＭＥＭＳスキャン制御器は、レーザ光線を有効スキャン領域で正確にスキャンさせることができる。
各ＭＥＭＳミラーが構造上少しの違いを有し、各固有の共振周波数（inherence resonant frequency）f0が完全には同一でないが、製造の公差範囲内である。但し、微小の差異は、光路の拡大作用を経て、結像する目標物上では、明確な差異の発生または光点変位の発生を有する。ＭＥＭＳミラーが正方向及び逆方向に振動し、レーザ光線がスキャンを経た後にスキャン光線となり、有効スキャン領域、有効スキャンウィンドウ (scanning window)と称する領域内でスキャンを行い、有効スキャンウィンドウを超過するスキャン光線は、光検出器（PD）により検出される。ＭＥＭＳスキャン制御器がＭＥＭＳミラーを制御し、その固有共振周波数で振動し、振動の振幅を制御し、それを所定の角度で振動できるようにする。ＭＥＭＳミラーが安定後に、ＭＥＭＳスキャン制御器は安定信号を発信し、レーザ制御器に伝達でき、レーザ制御器が発出するスキャンデータの時間区間によって、所定のスキャンデータ周波数fdataでスキャンデータを発信し、レーザ光源は、スキャンデータによりレーザ光線を発出し、有効スキャンウィンドウ内で解析度が要求する光点数量を発生する。
【００１１】
スキャンウィンドウ中の稼働で、ＭＥＭＳミラーの振動周波数がレーザ制御器のスキャンデータ周波数fdataと合わせる必要があり、レーザ制御器のスキャン周波数fdataが原設定値から離れる時、制御信号出力ユニットは、更に、伝送周波数エラー信号を発出し、レーザ制御器によってスキャン周波数fdataの調整を行わせる。 
【００１２】
ＭＥＭＳミラーは、f0周波数で往復振動し、左から右に振動し、右から左に振動し、一周期を完成する時間がＴであり、スキャンの角度がθであり、このスキャンの角度θと時間の関係は、正弦関係であり、図２のようである。スキャン変形を避けるため、一周期の時間Ｔ内で直線に最も接近する二段の時間、a〜b及びb’〜a’がレーザ光線を発出する時間区間である。図４に示すように、T2とT4が正方向スキャンと逆方向スキャンの時間であり、且つ直線に最も接近した二段の時間である。T1、T2、T3、T4の間の関係は、以下の通りである。
【００１３】
2009271495.tif 000003
2009271495.tif 000004
2009271495.tif 000005
T4＝T2                                     (4)
そのうち、T1が遅延時間であり、T2が正方向スキャンの時間であり、T3が遅延時間であり、T4が逆方向スキャンの時間であり、f0がＭＥＭＳミラーの固有周波数であり、2θCがＭＥＭＳミラーのスキャン角度であり、2θPがＰＤ角度であり、2θnが有効スキャン角度であり、即ち、有効スキャンウィンドウを構成する。
【００１４】
600 DPI、A4サイズに対して、毎行5102個の光点を発生する時、以下のようであることができる：
2009271495.tif 000006
fdataがレーザプリンタまたは多機能事務機により予め設定され、Eq.(5)によって計算できるT2が正方向スキャンの時間であるか、T4が逆スキャンの時間であることができ、ＭＥＭＳミラーの振動安定後、スキャン光線がある2θnが有効スキャン角度であれば、レーザ制御器によってスキャンデータを伝送できる。有効スキャン角度でのスキャン光線は、ＭＥＭＳミラーによってスキャン反射されてなり、図２のように、ＭＥＭＳミラーの角度は、時間に従い、正弦曲線方式で変化し、a〜bまたはb’〜a’間であれば、直線に接近し、有効スキャンウィンドウである。しかしながら、ａ点またはｂ点箇所に接近し(a’点またはb’点に接近)、その角速度は、a−b中心箇所に接近する角速度と異なれば、スキャンレンズ片によって補正し、スキャン光線を線形時間の関係にする。
【００１５】
本発明を更に明確で詳細にするため、下記の好適な実施例の図に合わせ以下に詳細に記載する：
(実施例一)
本実施例１は、１つの光検出器（PD)のＭＥＭＳ ＬＳＵ(レーザ走査ユニット)に応用したものである。
図１のように、ＭＥＭＳ ＬＳＵ中のレーザ光源１１は、レーザ制御器２３により制御を受け、レーザ制御器２３がスキャンデータ３１９を発信する時、レーザ光源１１を経由し、レーザ光線１１１を発生し、固有共振周波数f0で正方向(時計方向)および逆方向(反時計方向)に振動するＭＥＭＳミラー１０の反射鏡面に向かって発射する。本実施例のＭＥＭＳミラー１０が使用する周波数は、2500±3％ HZ（個別の固有共振周波数がこの範囲内にある）であり、最大スキャン角度が±23°である。レーザ光線１１１は、θC ＝±23×2°の角度のスキャンを右側と左側の辺縁としたスキャン光源１１５ａ，１１５ｂとする。２θn範囲のスキャン光線は、１１３ａから１１３ｂまでから構成され、これは、即ち、有効スキャンウィンドウであり、経由後、スキャンレンズ片１３が目標物１５、例えば、感光ドラム上に結像する。光検出器(PD)１４ａがθP ＝±21×2°角度箇所に設けられ、スキャン光線１１４ａを光検出器（PD）１４ａにより検出され、光線を電気的触発信号に変換するようにする。２θC角度の安定を維持するため、ＭＥＭＳミラー１０がＭＥＭＳスキャン制御器２１によって制御され、ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、駆動信号３１１を発信し、ＭＥＭＳミラー１０を振動させ、ＭＥＭＳミラー１０の振動の振幅が過大または過小である時、ＭＥＭＳスキャン制御器２１を制御し、駆動信号３１１を発出する。
【００１６】
図３において、ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、論理ユニット２１１、制御信号出力ユニット２１３、制御信号出力ユニット２１３およびブリッジ回路２１２を含む。論理ユニット２１１は、光検出信号(PD signal)３１２ａを受け、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を計算し、第１、第２、第３変調信号３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃを出力する。ブリッジ回路２１２は、第１、第２、第３変調信号３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃを受け、駆動信号３１１を発生し、ＭＥＭＳミラー１０を制御する。
制御信号出力ユニット２１３は、論理ユニット２１１が発信する振幅エラー信号３１６ｄを受けて安定信号３１５を発信する。また、レーザ制御器２３がレーザプリンタまたは多機能事務機の主制御盤である場合に、スキャンデータ３１９を発信し、レーザ光源１１を制御し、ＭＥＭＳミラー１０のイネーブル信号（Enable signal)３１３発信し、ＭＥＭＳミラー１０を調整する調整信号３１４を発信することに用い、ＭＥＭＳミラー１０が安定したか否か、スキャンデータ３１９を発信できるか否かを判別し、T2 (またはT4)時間区間内にfdata周波数でスキャンデータ３１９を発信する。T2 (またはT4)時間とfdata周波数がレーザプリンタまたは多機能事務機により設定されることができるので、ＭＥＭＳ ＬＳＵは、ただＭＥＭＳミラー１０の振幅を検証し、T2 (またはT4)時間に適合させれば、レーザプリンタまたは多機能事務機に直接使用することができ、複雑な制御および協定を回避することができ、これは、本発明の効果の１つである。
【００１７】
論理ユニット２１１は、レーザ制御器２３のイネーブル信号３１３および調整信号３１４を受けることができ、光検出器（PD)１４ａが発信する光検出信号(PDsignal)３１２ａを受けＭＥＭＳミラー１０の振幅（PD１４ａを二回触発する時間）を検出する。論理ユニット２１１は、振幅エラー信号３１６ｄを制御信号出力ユニット２１３に伝送するか、第１、第２、第３変調信号３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃに変更し、ブリッジ回路２１２に出力する。制御信号出力ユニット２１３は、論理ユニット２１１の振幅エラー信号３１６ｄを受けて安定信号３１５に変換し、レーザ制御器２３に既に安定していることを告知する。ブリッジ回路２１２は、異なる第１、第２、第３変調信号３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃの組み合わせに基づき、異なる駆動信号３１１を発生し、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を制御する。ＭＥＭＳ ミラー１０の振動、振幅がＰＤ１４ａを二回触発する時間(周期T)が既に安定していれば、レーザ制御器２３によってスキャンデータ３１９を伝送し、説明は以下の通りである：
図２のように、ＭＥＭＳミラー１０は、Ｙ軸(角度）に基づきＸ軸(時間)に沿って左右に振動し、その左右の振動は、±θCであり、任意の時間tで、レーザ光線１１１の入射後に反射したスキャン光線と中心光軸１１３ｃの挟み角θ(t)が時間に従い正弦波形を呈し、反射したスキャン光線がＰＤ１４ａに至る時、第一回の触発した光検出信号(PD signal)３１２ａを発生し、ＭＥＭＳミラー１０が右向きに最大角度θCまで振動する時、θ(t)の角度が最大である。その後、ＭＥＭＳミラー１０は、回復振動を開始し、θ(t)の角度が減少し、反射するスキャン光線が光検出器（PD)１４ａに至る時、第２回の触発した光検出信号(PDsignal)３１２ａを発生し、スキャン光線が有効スキャンウィンドウ内 (113aから113bまで、即ち、図２のａ点からｂ点までの間)に到達し、この時の角度θ(t)と時間ｔの関係が直線に最も接近し、これが正方向スキャンの有効なスキャンウィンドウである。
ＭＥＭＳミラー１０が左向きに最大角度-θCまで振動する時、θ(t)の角度が最大である。その後、ＭＥＭＳミラー１０は、回復振動を開示し、θ(t)の角度が減少し、スキャン光線が有効スキャンウィンドウ内(113bから113aまで、即ち、図２のb’からa’までの間)に到達し、これが逆向きスキャンの有効スキャンウィンドウであり、ＭＥＭＳミラー１０が右向き振動を継続し、スキャン光線がＰＤ１４ａに至る時、第三回の触発した光検出信号（PDsignal)３１２ａを発生し、一周期±θCのスキャンを発生し、ＭＥＭＳミラー１０が最大角度θCに至る時、回復振動を開始し、θ(t)の角度が減少し、スキャン光線がＰＤ１４ａに至る時、第４回触発した光検出信号(PD signal)３１２ａを発生する。
【００１８】
ＭＥＭＳミラー１０は、f0周波数で往復振動し、左から右に振動し一周期を完成する時間がＴであり、スキャン周期と称し、正方向スキャンと逆方向スキャンが図４に示すように、スキャン周期内で、θ(t)がスキャン光線１１４ａ位置に減少し出し、即ち、T1時間遅延し、この時の角度θ(t)と時間ｔの関係が直線に最接近し、レーザ制御器２３がスキャンデータ３１９を発生し、発信データ時間がT2であり、これは、正方向スキャンの有効スキャンウィンドウである。T3遅延した後にレーザ制御器２３がスキャンデータ３１９を発信し、発信データ時間がT4であり、これが逆方向スキャンの有効なスキャンウィンドウである。
T1、T2、T3、T4が一スキャン周期Ｔ内で完成される。T1、T2、T3、T4の間の関係は以下の通りである。
f0＝2500 HZである時、Eq.(1)〜Eq.(5)によってT1＝1.137×10-5，T2＝T4＝1.2377×10-4，T3＝7.623×10-5(sec)，fdata＝3.7×107(HZ)を算出することができる。
【００１９】
レーザ制御器２３が発信するイネーブル信号３１３が高電位である時、ＭＥＭＳミラー１０のイネーブルを発出し、これは図５に示すような信号図であるが、この時、ＭＥＭＳミラー１０の起動後はまだ不安定であり、この時、レーザ制御器２３の制御信号出力ユニット２１３が発信する安定信号３１５が低電位であり、発信する調整信号３１４が低電位であるが、一定時間後にＭＥＭＳミラー１０は安定し、安定信号３１５が高電位になり、調整信号が高電位になり、論理ユニット２１１によって第１変調信号３１６ａ、第２変調信号３１６ｂおよび第３変調信号３１６ｃを発信し、ブリッジ回路２１２を経由し、駆動信号３１１となり、ＭＥＭＳミラー１０が左向きに振動する。
ＭＥＭＳミラー１０が往復振動後、各スキャン周期Tが２回の光検出器（PD）１４ａを触発し、これにより、論理ユニット２１１が光検出信号(PD signal)３１２ａの触発周期Tを算出できる。T1、T2、T3、T4を計算する時、ＭＥＭＳスキャン制御器２１の論理ユニット２１１は、ＰＤ１４ａが発生する触発信号３１２ａを受信し、毎回ＰＤ１４ａが発生する触発信号３１２ａを計算し、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を調整することができる。
【００２０】
図６に示すように、第１変調信号３１６ａ、第２変調信号３１６ｂ、第３変調信号３１６ｃのパルス関係の設定は以下の通りである。
：共振周期Ｔ内で、第１変調信号３１６ａと第２変調信号３１６ｂのパルス時間がTA1およびTA3であり、且つTA1＝TA3であり、第１変調信号３１６ａと第２変調信号３１６ｂのパルスの間隔時間がTA2とTA4であり、且つTA2＝TA4であり、TA1/TA4であり、TA1+TA2+TA3+TA4＝Ｔであり、即ち、共振周期Ｔ内で第１変調信号３１６ａと第２変調信号３１６ｂの各一回を完成し、第１変調信号３１６ａと第２変調信号３１６ｂがＭＥＭＳミラー１０を駆動し、ＭＥＭＳミラー１０の共振周波数が1/Tであっても、そのうち、TA1/TA4の比値は制限されず、制御ループとみなし、更新し、本実施例では、TA1/TA4＝１/４を使用する。
第３変調信号３１６ｃが高電位から低電位に降りる過程であり、高電位維持の時間TA10と低電位維持の時間TA9の比値は、振幅調整の負荷Ｄであり、第３変調信号３１６ｃが１Ｋの周波数（周波数は、制限されず、本実施例では、１Ｋの周波数を使用する）であり、即ち、TA11＝1/1000、D＝TA10/TA11、TA9+TA10＝TA11に設定し、Ｄ数値を調整することによって、第３変調信号３１６ｃの波形を調整でき、ブリッジ回路２１２によってＭＥＭＳミラー１０の振幅を変更できる。
【００２１】
制御方法は、以下のＳ２１からＳ２５のステップ(工程)を含み、図７のようなフローチャートである：
Ｓ２１：負荷の開始値を設定し (本実施例１はＤ＝90％に設定)、周期開始値Ｔを設定し(本実施例はT＝1/fL＝4.21×10-4secに設定)、レーザ制御器２３がレーザ光源１１が発信しレーザ光線１１１を制御する。
Ｓ２２：光検出信号(PD signal)３１２ａが半周期4.21×10-4seｃ内で２回触発(トリガー)されているか否かを検査する。
Ｓ２３：周波数を調整し、第１変調信号３１６ａ、第２変調信号３１６ｂ、第３変調信号３１６ｃを低電位に設定する。
Ｓ２４：光検出信号（PD signal）３１２ａの触発時間が±3％内であるか否かを検査する。触発時間が正確であれば、連続安定として判断し、連続安定であれば、微小電子機械制御器２１が安定信号３１５を発信する。触発時間が±3％を超過する場合、振幅の調整を開始する。
Ｓ２５：振幅を調整時、負荷Ｄ値を調整し、Ｄ値を上昇または下降させ、振幅を変更し、半周期内の振幅に光検出器（PD)１４ａを二回触発させる。
ＭＥＭＳミラー１０の振幅が正確になった後、ＭＥＭＳスキャン制御器２１が安定信号３１５を発信すれば、スキャンデータ３１９の伝送を開始する。
【００２２】
スキャンデータの伝送方法は、図８のようなＳ１〜Ｓ２のステップを含むフローチャートであり、この場合に、Ｓ１：レーザ制御器２３がイネーブル信号３１３または調整信号３１４を発信する時、Ｓ２：論理ユニット２１１によって第１変調信号３１６ａ、第２変調信号３１６ｂ、第３変調信号３１６ｃを計算し、ブリッジ回路２１２に発信し、ブリッジ回路２１２によって駆動信号３１１を発信して調整し、Ｓ３：論理ユニット２１１によってＭＥＭＳミラー１０が安定しているか否かを判断し、この時、安定していればＭＥＭＳミラー１０の起動が完成する。
【００２３】
ＭＥＭＳミラー１０が安定後に、ＭＥＭＳスキャン制御器２１の論理ユニット２１１が信号を制御信号出力ユニット２１３に発信し、制御信号発信ユニット２１３は、安定信号３１５を発信する。そのうち、安定信号３１５は、レーザ制御器２３と予め連係(協定）しており、低電位から高電位に変換するか、高電位から低電位に変換するか、特定周波数の信号を出力することができる。
【００２４】
ＭＥＭＳスキャン制御器２１が所定の伝送周波数fdataで光検出器（PD)１４ａが触発された後にT1時間遅延して正方向スキャン伝送データを発信し、データ発信時間がT2である。正方向スキャン伝送データの発信を停止した後、T3時間遅延し、逆方向スキャン伝送データを発信し、発信時間がT4である。
【００２５】
これによって、レーザ制御器２３が伝送周波数fdataで伝送時間T2時間とT4時間為が予め設定され、ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、ＭＥＭＳミラー１０を制御し、その固有共振周波数f0で、その振幅が光検出器（PD)１４ａをトリガー(触発）できるように制御し、T2またはT4時間内でスキャンデータ３１９を伝送する。
本発明の目的は、ＭＥＭＳスキャン制御器２１を提供し、ＭＥＭＳミラー１０が安定振動後に、ＭＥＭＳスキャン制御器２１が安定信号３１５を発信し、ＭＥＭＳスキャン制御器２１が所定の伝送周波数fdataを使用できるようにし、有効スキャンウィンドウ(T2またはT4時間内)でスキャンデータ３１９の伝送を達成することである。
【００２６】
図９(図２)に説明図に示すように、正方向スキャン時、a〜b時間内でＭＥＭＳスキャン制御器２１によってT2時間でスキャンデータ３１９をレーザ光源１１に伝送し、レーザ光源１１がレーザ光線１１１を発信しＭＥＭＳミラー１０を経由し、スキャン光線１１３ａ〜１１３ｂとして正方向スキャンする。図中a〜bの間で各その角速度は異なり、即ち、θ(t)は、直線に接近するが、線形関係ではない。スキャンレンズ片１３は、スキャン１１３ａ〜１１３ｂを線形関係に補正し、目標物１５上に結像させ、スキャンの品質を向上させる。
スキャンレンズ片１３は、その作用が線形機能レンズ片であり、θ(t)がa点である時、発信する２つの光点間の時間がδTであり、ａ点またはｂ点に接近する角速度が中心ｃ点の角速度より小さいので、ＭＥＭＳミラー１０をスキャン後、光点距離δZaとδZbが中心δZcより小さくなる。スキャンレンズ片１３は、光学曲面を有し、異なる距離のδZaとδZbを校正し、目標物１５上に投影させる光点が距離δZと等しく、スキャンの変形を校正し、高精度のスキャン効果を与える。
【００２７】
本ＭＥＭＳスキャン制御器をレーザプリンタまたは多機能事務機に応用する時、レーザプリンタまたは多機能事務機のスキャンデータ３１９の設定は、35MHZを使用し、正方向スキャンまたは逆方向スキャンがそれぞれ5102個のデータを伝送し、Eq.(5)に基づき、得られる伝送時間がT2＝T4＝0.1458msecであり、レーザプリンタまたは多機能事務機のレーザ制御器２３が0.1458msec時間内でデータを伝送する。選択する周波数が2500 HZのＭＥＭＳミラー１０は、Eq.(2)によって計算され、θn＝±20.95°である。個別に異なる固有共振周波数f0＝2575〜2425 HZに対して、T2＝T4＝0.1458msec時間のスキャン角度がθn＝±21.26°〜±20.601°であり、即ち、Δθn＝0.325であり、固有共振周波数の個別の差異の異なるＭＥＭＳミラー１０がレーザプリンタまたは多機能事務機に装着される時、その二台のレーザプリンタまたは多機能事務機がプリントする２枚のシートの相対する影響が最も大きく0.325°であり、プリント品質は、依然として許容範囲内である。
【００２８】
(実施例二)
本実施例２は、２つのＰＤに応用した微小電子機械レーザスキャン装置である。
図１に示すように、別途に光検出器（PD）１４ｂを設け、この時、θP ＝-21°である。本実施例２においては、固有共振周波数f0＝2500±3％ HZで、最大スキャン角度が±23°であるＭＥＭＳミラー１０を使用する。ＭＥＭＳスキャン制御器２１がレーザ制御器２３のイネーブル信号３１３を受信し、レーザ制御器２３の調整信号３１４を受信し、光検出器（PD）１４ａが発信する光検出信号（PDsignal)３１２ａを受信し、ＰＤ１４ｂが発信する光検出信号（PD signal）３１２ｂを受信し、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を検出し、駆動信号３１１を発生し、ＭＥＭＳミラー１０を制御する。
【００２９】
図３の説明図に示すように、ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、論理ユニット２１１、制御信号出力ユニット２１３およびブリッジ回路２１２を含み、論理ユニット２１１は、レーザ制御器２３のイネーブル信号３１３および調整信号３１４を受けることができ、光検出器(PD）１４ｂが発信する光検出信号(PDsignal)３１２ｂを受け、光検出器（PD）１４ａが発信する光検出信号(PDsignal)３１２ａを受け、ＭＥＭＳミラー１０の振幅（PD１４ａを二回触発する時間）を検出し、論理ユニット２１１は、振幅エラー信号を制御信号出力ユニット２１３に伝送するか、第１、第２、第３変調信号３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃに変更し、ブリッジ回路２１２に出力する。制御信号出力ユニット２１３は、論理ユニット２１１の振幅エラー信号３１６ｄを受けて安定信号３１５に変換し、レーザ制御器２３に既に安定していることを告知する。ブリッジ回路２１２は、異なる第１、第２、第３変調信号３１６ａ，３１６ｂ，３１６ｃの組み合わせに基づき、異なる駆動信号３１１を発生し、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を制御する。ＭＥＭＳミラー１０の振動、振幅が光検出器（PD）１４ａ，ＰＤ１４ｂを二回触発する時間(周期T)が既に安定していれば、レーザ制御器２３によってデータ伝送スキャンし、説明は以下の通りである：
【００３０】
図２に示すように、ＭＥＭＳミラー１０は、Ｙ軸(角度)に基づきＸ軸(時間)に沿って左右に振動し、その左右の振動は、±θCであり、任意の時間tで、レーザ光線１１１の入射後に反射したスキャン光線と中心光軸１１３ｃの挟み角θ(t)が時間に従い正弦波形を呈し、反射したスキャン光線がＰＤ１４ａに至る時、第一回の触発した光検出信号(PD signal)３１２ａを発生し、ＭＥＭＳミラー１０が右向きに最大角度θCまで振動する時、θ(t)の角度が最大である。その後、ＭＥＭＳミラー１０は、回復振動を開始し、θ(t)の角度が減少し、反射するスキャン光線が光検出器(PD)１４ａに至る時、第２回触発した光検出信号(PDsignal)３１２ａを発生し、スキャン光線が有効スキャンウィンドウ内 (113aから113bまで、即ち図２のａ点からｂ点までの間)に到達し、この時の角度θ(t)と時間ｔの関係が直線に最も接近し、これが正方向スキャンの有効スキャンウィンドウである。ＭＥＭＳミラー１０が左向きに最大角度-θCまで振動する時、θ(t)の角度が最大である。その後、ＭＥＭＳミラー１０は、回復振動を開示し、θ(t)の角度が減少し、スキャン光線が有効スキャンウィンドウ内(113bから113aまで、即ち、図２のb’からa’までの間)に到達し、これが逆向きスキャンの有効スキャンウィンドウであり、ＭＥＭＳミラー１０が右向き振動を継続し、スキャン光線がＰＤ１４ａに至る時、第三回触発した光検出信号（PDsignal）３１２ａを発生し、一周期±θCのスキャンを発生し、ＭＥＭＳミラー１０が最大角度θCに至る時、回復振動を開始し、θ(t)の角度が減少し、スキャン光線がＰＤ１４ａに至る時、第４回触発した光検出信号（PD signal）３１２ａを発生し、スキャン光線は、一周期を完成する時、光検出信号（PD signal）３１２ａを四回触発し、四回の触発した光検出信号（PD signal）３１２ｂを発生する。
【００３１】
ＭＥＭＳミラー１０が往復振動後、各スキャン周期T/２のスキャン光線１１４ａが光検出器（PD）１４ａを二回触発し、スキャン光線１１４ｂがＰＤ１４ｂを二回触発し、論理ユニット２１１によって光検出信号（PDsignal）３１２ａ，３１２ｂの触発周期Ｔを算出し、各光検出器(PD）１４ａで画像を発生する触発信号となる光検出信号３１２ａと光検出器（PD）１４ｂが発生する触発信号となる光検出信号３１２ｂの時間を計算し、ＭＥＭＳミラー１０の第１変調信号３１６ａ、第２変調信号３１６ｂ、第３変調信号３１６ｃを発生し、ブリッジ回路２１２によって受信し、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を調整することに用いる駆動信号３１１を発生する。
【００３２】
ＭＥＭＳミラー１０は、レーザ光線１１１を反射した後、左側から右側向きに振動し、ＰＤ１４ａを二回触発する時間とＰＤ１４ｂを二回触発する時間は、図１６のように相互に隣接する光検出器（PD）１４ａを二回触発する第２回触発光検出器（PD）１４ａと第一回の触発の光検出器（PD）１４Ｂの時間がTA6であり、ＭＥＭＳミラー１０が安定時、TA6も安定する。ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、ＭＥＭＳミラー１０の振幅を制御する方法は、第１実施例と同一であり、図１１のようである。本実施例２では、光検出器（PD）１４ａと光検出器（PD）１４ｂはθP＝21°に装着し、即ち、f＝2500 HZである時、Eq.(6)によって、TA6＝1.4651×10-4 sec.を算出でき、本実施例２は、TA6＝1.5090〜1.4211 × 10-4 sec.により安定しているか否かの判断とする。
【００３３】
(実施例三)
本実施例３は、１つの光検出器（PD）でスキャンレンズ片が二片のレンズ片から校正される微小電子機械スキャン装置(ＭＥＭＳ)に応用する。より高い精度の要求のため、異なる二台のレーザプリンタまたは多機能事務機のプリント用紙に対して最小差異を有する時、スキャンレンズ片１３を、第１スキャンレンズ片１３１及び第２レンズ片１３２から構成されるように設けることができる。
図１２に示すように、第１スキャンレンズ片１３１が角度校正レンズ片であり、第２スキャンレンズ片１３２との距離によって、第１レンズレンズ片１３１に入射するスキャン光線１１３ａ〜１１３ｂを第２スキャンレンズ片１３２に入射するのと同一に調整し、第２スキャンレンズ片１３２の線形機能レンズ片を経由して線形化するように補正する。図１３、図１４のように、第１実施例と同様に、固有共振周波数f0＝2500 HZのＭＥＭＳミラー１０に対して、レーザプリンタまたは多機能事務機により予め設けられるデータ伝送周波数fdata＝35MHZおよび所定の伝送時間T2＝T4＝0.1458msecの下、固有共振周波数f0＝2500 HZのＭＥＭＳミラー１０に対して，そのスキャンウィンドウが2θn＝2×20.947°であり、第１スキャンレンズ片１３１中心点と第２スキャンレンズ片１３２中心点が中心光軸上の距離がd0＝12.5mmであり、目標物１５上に結像する長さがL0であり、通常、このL0の長さがＡ4サイズのシートの幅216mmの95％である。異なる微小電子機械レーザスキャン装置が設けるＭＥＭＳミラー１０は、その固有共振周波数f0が今別の差異（例えば±3％）を有し、スキャンウィンドウがΔθn＝0.325の差異を発生し、ｋの差異がL0±1.6mmを発生する。
この差異を校正するため、共振周波数f0＝2425 HZのＭＥＭＳミラー１０に対する第１スキャンレンズ片１３１と第２スキャンレンズ片１３２の距離をｄ0−Δｄに調整し、本実施例３は、第１スキャンレンズ片１３１と第２スキャンレンズ片１３２の設計に合わせ、第１スキャンレンズ片１３１の中心点と第２スキャンレンズ片１３２の中心点の中心光軸上の距離がd0−Δd＝12.364(mm)である。同様に、共振周波数f0＝2575 HZのＭＥＭＳミラー１０の第１スキャンレンズ片１３１中心点と第２スキャンレンズ片１３２中心点の中心光軸上の距離がd0+Δd＝12.636(mm)である。これによって、異なる固有の共振周波数のＭＥＭＳミラー１０の差異が起こす異なる結像長さがL0の差異であり、より精確なスキャン効果を得ることができる。
【００３４】
２つのＰＤに対する微小電子機械レーザスキャン装置は、本実施例が開示する方法を同様に使用し、比較照合計算、調整することができる。
【００３５】
(実施例四)レーザ制御器との連係(協定)制御１
ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、ＭＥＭＳミラー１０をその固有共振周波数および所定の角度の下で安定振動させる。そのうち、ＭＥＭＳスキャン制御器２１は、論理ユニット２１１、制御振動出力ユニット２１３およびブリッジ回路２１２を含み、そのうち、論理ユニット２１１は、光検出器（PD）１４ａが発生する光検出信号(PD signal）３１２ａを受信し、論理ユニット２１１とブリッジ回路２１２の制御によって、ＭＥＭＳミラー１０を最大振幅まで振動させ安定させる。ＭＥＭＳミラー１０が最大振幅まで振動し安定した後、論理ユニット２１１が制御信号出力ユニット２１３まで信号を出力し、信号出力ユニット２１３は、安定信号３１５をレーザ制御器２３に発信し、この制動信号３１７は、スキャンデータ３１９の伝送を開始または停止する。本実施例４において、トリガー信号でもある制動信号３１７は、図２のａ点（またはｂ’点）において低電位から高電位に変換し、レーザ制御器２３は、安定信号３１５を受信し、且つ制動信号３１７が高電位である時、スキャンデータ３１９の伝送を開始する。ＭＥＭＳミラー１０が図２のｂ点（またはa’点)まで振動する時、制動信号３１７が高電位から低電位になり、レーザ制御器２３が安定信号３１５を受け、且つ制動信号３１７が低電位である時、スキャンデータ３１９の伝送を停止する。このように、レーザ制御器２３のスキャンデータ３１９の伝送を制御する。
【００３６】
(実施例五)レーザ制御器の協定制御２
ＭＥＭＳミラー１０が振動を開始後、論理ユニット２１１は、光検出器（PD）１４ａが発生するＰＤ検出信号３１２ａを受信することができ、論理ユニット２１１を経由しＭＥＭＳミラー１０の振動の周波数と振幅を計算する。本実施例５中、論理ユニット２１１は、更に、ＭＥＭＳミラー１０の振動周波数とレーザ制御器２３のスキャンデータ３１９周波数fdataがあっているか否かを比較照合し、両者の周波数が合わない時（fdataが既に原設定値から離れている）、論理ユニット２１１は、更に周波数エラー信号３１８を更に発信することができ、図１０のように、レーザ制御器２３は、この周波数エラー信号３１８を受けてレーザ制御器によってスキャン周波数fdataの調整を行う。このスキャン周波数fdataの調整は、スキャンデータ３１９をスキャンウィンドウ中で正確に伝送することができる。
【００３７】
以上のように、本発明の固定スキャン周波数のＭＥＭＳスキャン制御器及びその制御方法の各実施例では、レーザプリンタの双方向レーザスキャン装置中のＭＥＭＳミラーの制御器に用いＭＥＭＳミラーの固有共振周波数を制御し、振幅を調整し、スキャンデータをレーザプリンタ所定のレーザ光源が発信する周波数と固定時間区間に基づき、有効なスキャンウィドウ内で送出させ、制御器の構造を簡易化し、高精度のスキャン作用を達成することができる。
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の双方向レーザスキャン装置の図である。
【図２】本発明のＭＥＭＳミラーの反射レーザ光線の角度と時間の関係及び光検出器（PD）が発出する光検出信号（PDsignal）と時間の関係図である。
【図３】本発明の第２実施例のＭＥＭＳスキャン制御器の説明図である。
【図４】本発明の光検出信号（PDsignal）、スキャン光線角度と時間の関係図である。
【図５】本発明のＭＥＭＳスキャン制御器が受信するレーザ制御信号と光検出信号（PD信号）、発信する第１変調信号の関係図である。
【図６】本発明の第１、第２、第３変調信号の関係図である。
【図７】本発明のＭＥＭＳスキャン制御器の制御フロー図である。
【図８】本発明のスキャンデータ制御フロー図である。
【図９】本発明のスキャンレンズ片の光点に対する補正の説明図である。
【図１０】本発明の第２実施例のＭＥＭＳスキャン制御器の説明図である。
【図１１】本発明の第２実施例の光検出信号（PDsignal）と時間の関係図である。
【図１２】本発明の第３実施例のツインレンズ片式スキャンレンズ片のＭＥＭＳ ミラー固有の共振周波数の変化とスキャン角度の関係図である。
【図１３】本発明の第３実施例のツインレンズ片式スキャンレンズ片のＭＥＭＳ ミラー固有の共振周波数の変化とスキャン角度の関係図である。
【図１４】本発明の第３実施例のツインレンズ片式スキャンレンズ片のＭＥＭＳ ミラー固有の共振周波数の変化とスキャン角度の関係図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  微小電子機械ミラー（ＭＥＭＳmirror）
１１  レーザ光源（pre-scan laser）
１１１  レーザ光線（Laser light）
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１４，１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ  スキャン光線（Scanning light）
１３  スキャンレンズ片（post-scan lens）
１３１  第１スキャンレンズ片（first scan lens）
１３２  第２スキャンレンズ片（second scan lens）
１４ａ，１４ｂ  光検出器（PD）（PD detector）
１５  目標物（target drum）
２１  ＭＥＭＳスキャン制御器（微小電子機械スキャン制御器）
２１１  論理ユニット（Control logic）
２１２  ブリッジ回路（Bridge circuit）
２１３  制御信号出力ユニット（control signal output unit）
２３  レーザ制御器（laser controller）
３１１  駆動信号（driving signal）
３１２ａ，３１２ｂ  光検出信号（PD検出信号：触発信号）
３１３  イネーブル信号（ＥＮＢ signal）
３１４  調整信号（Adjust signal）
３１５  安定信号（Stable signal）
３１６ａ  第１変調信号（ＰＷＭ１ signal）
３１６ｂ  第２変調信号（ＰＷＭ２ signal）
３１６ｃ  第３変調信号（ＰＷＭ３ signal）
３１６ｄ  振幅エラー信号（amplitude error）
３１７  制動（トリガ）信号（trigger signal）
３１８  周波数エラー信号（frequency error signal）
３１９  スキャンデータ（Data string）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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