(57)【要約】      （修正有）【課題】抑制されたジッタを示した駆動周波数で揺動体を駆動することで、形成画像などの品質の劣化の低減を可能とする光偏向装置を提供する。【解決手段】光偏向装置は、振動系と、駆動手段114、1152と、駆動制御手段と、振動検出手段121、122を有する。振動系は、揺動軸周りに揺動可能に支持された第1及び第2の揺動体を有する。駆動手段は、第1及び第2の揺動体を揺動軸を中心に揺動させる。振動検出手段は、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つの振動状態を検出する。駆動制御手段は、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが、複数の周期関数の和を含む式で表される振動となる様に、駆動手段に駆動信号を供給する。駆動制御手段は、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが基準となる変位角から所定の変位角をとるまでの振動検出手段で検出される時間とこの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積し、蓄積値に基づいて駆動信号を補正する。【選択図】図１
2009042579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
第1の揺動体、該第1の揺動体を前記支持部に対して揺動可能に支持する第1のねじりバネ、第2の揺動体、及び該第2の揺動体を前記第1の揺動体に対して、該第1の揺動体の揺動軸と同一の軸周りに揺動可能に支持する第2のねじりバネを少なくとも有する振動系と、
前記第1及び第2の揺動体を前記揺動軸を中心に揺動させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
前記第1及び第2の揺動体の少なくとも1つの振動状態を検出する振動検出手段と、
を有する光偏向装置であって、
前記駆動制御手段は、
前記第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが、複数の周期関数の和を含む式で表される振動となるように、前記駆動手段に、A1sin（2πf1・t）+A2sin（2πf2・t+φ）の項を少なくとも含む数式（ただし、A1、A2は振幅、φは相対位相差、tは時間、f1、f2は駆動周波数でf1：f2=1：n（nは2以上の整数））で表される駆動信号を供給し、且つ、
前記第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが基準となる変位角から所定の変位角をとるまでの前記振動検出手段で検出される時間と、該基準となる変位角から該所定の変位角となるまでの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積し、該蓄積された値に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を補正する、
ことを特徴とする光偏向装置。
【請求項２】
前記第1及び第2の揺動体の少なくとも1つは第1及び第2の変位角をとり、
前記駆動制御手段は、
前記第1の変位角をとるときの互いに異なる2つの時刻と前記第2の変位角をとるときの互いに異なる2つの時刻とからなる4つの時刻の内の1つを基準とした場合の3つの時間が、予め定められた目標時間となるように前記駆動手段に駆動信号を供給し、且つ
前記3つの時間の内の少なくとも1つの時間と、該3つの時間のうちの少なくとも1つの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積し、該蓄積された値に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を補正する請求項1に記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記差に係る値は、前記差の絶対値である請求項1又は2に記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記差に係る値は、前記差の2乗値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光偏向装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、
前記駆動信号の駆動周波数であるf1及びf2をf1：f2=1：nの関係を維持しつつ補正する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の光偏向装置。
【請求項６】
前記振動系が、共振周波数f10、該共振周波数f10の略整数倍の共振周波数f20を持ち、
前記駆動制御手段は、
f10に近い周波数からf20の前記整数分の1の方向に所定量ずつ前記駆動信号の駆動周波数f1を変更するとともに、前記駆動信号の駆動周波数f2をf1の前記整数倍にしながら前記駆動手段を駆動し、前記蓄積された値が最も小さくなる駆動周波数の駆動信号で該駆動手段を駆動する請求項5に記載の光偏向装置。
【請求項７】
支持部と、
第1の揺動体、該第1の揺動体を前記支持部に対して揺動可能に支持する第1のねじりバネ、第2の揺動体、及び該第2の揺動体を前記第1の揺動体に対して、該第1の揺動体の揺動軸と同一の軸周りに揺動可能に支持する第2のねじりバネを少なくとも有する振動系と、
前記第1及び第2の揺動体を前記揺動軸を中心に揺動させる駆動手段と、
を有する光偏向装置において揺動体のジッタを抑制する方法であって、
前記第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが、複数の周期関数の和を含む式で表される振動となるように、前記駆動手段に、A1sin（2πf1・t）+A2sin（2πf2・t+φ）の項を少なくとも含む数式（ただし、A1、A2は振幅、φは相対位相差、tは時間、f1、f2は駆動周波数でf1：f2=1：n（nは2以上の整数））で表される駆動信号を供給する工程と、
前記第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが基準となる変位角から所定の変位角をとるまでの時間と、該基準となる変位角から該所定の変位角となるまでの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積する工程と、
を含む、
ことを特徴とするジッタ抑制方法。
【請求項８】
前記蓄積された値に基づいて、前記駆動信号の駆動周波数であるf1及びf2をf1：f2=1：nの関係を維持しつつ所定量ずつ補正する工程と、
前記蓄積された値が最も小さくなる駆動周波数の駆動信号で前記駆動手段を駆動する工程と、を含む請求項7に記載のジッタ抑制方法。
【請求項９】
光源と、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光偏向装置と、光入射目標体とを有し、
前記光偏向装置は、前記光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を前記光入射目標体に入射させる、
ことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の揺動体を有するマイクロ構造体などの揺動体装置の技術分野に関連する技術であり、より詳しくは光偏向装置、これの揺動体のジッタを抑制する方法などに関する。また、この光偏向装置を使用した走査型ディスプレイ等の画像表示装置、レーザービームプリンタやデジタル複写機等の画像形成装置などの光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来提案されている共振型光偏向装置は、ポリゴンミラー等の回転多面鏡を使用した光走査光学系に比べて、次の様な特徴を備える。すなわち、光偏向装置の大幅な小型化が可能であること、消費電力が少ないこと、ミラー面の面倒れが理論的に存在しないことである。特に、半導体プロセスによって製造されるSi単結晶からなる光偏向装置は、理論上金属疲労が無く耐久性にも優れていること等の特徴がある（特許文献1参照）。
【０００３】
一方、共振型偏向器においては、原理的にミラーの偏向角（変位角）が正弦的に変化するため、角速度が一定でない。この特性を補正するために、特許文献1の手法においては、基本周波数とその略偶数倍の周波数の振動モードを有する共振型偏向器を用いることで、略鋸波駆動を実現している。
【特許文献１】特開2005−208578号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
揺動体を有するマイクロ構造体などを用いた揺動体装置で構成される光偏向装置を揺動すると、空気の流れにより揺動体の走査速度がランダムに変化し、いわゆるジッタが発生する。このジッタは、走査型ディスプレイやレーザービームプリンタやデジタル複写機等の形成画像の品質を劣化させる大きな要因となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題に鑑み、本発明の光偏向装置は、次の特徴を有する。
光偏向装置は、支持部と、振動系と、駆動手段と、駆動手段を制御する駆動制御手段と、振動検出手段と、を有する。振動系は、第1の揺動体、第1の揺動体を支持部に対して揺動可能に支持する第1のねじりバネ、第2の揺動体、及び第2の揺動体を第1の揺動体に対して、第1の揺動体の揺動軸と同一の軸周りに揺動可能に支持する第2のねじりバネを少なくとも有する。駆動手段は、第1及び第2の揺動体を前記揺動軸を中心に揺動させる。振動検出手段は、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つの振動状態を検出する。そして、駆動制御手段は、次の機能を有する。すなわち、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが、複数の周期関数の和を含む式で表される振動となるように、駆動手段に、A1sin（2πf1・t）+A2sin（2πf2・t+φ）の項を少なくとも含む数式で表される駆動信号を供給する。ただし、A1、A2は振幅、φは相対位相差、tは時間、f1、f2は駆動周波数でf1：f2=1：n（nは2以上の整数）の関係を有する。且つ、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが基準となる変位角から所定の変位角をとるまでの振動検出手段で検出される時間とこの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積し、蓄積された値に基づいて前記駆動信号の駆動周波数を補正する。
【０００６】
また、上記課題に鑑み、光偏向装置における揺動体のジッタを抑制する本発明のジッタ抑制方法は、次の特徴を有する。
光偏向装置は、支持部と、振動系と、駆動手段と、を有する。振動系は、第1の揺動体、第1の揺動体を支持部に対して揺動可能に支持する第1のねじりバネ、第2の揺動体、及び第2の揺動体を第1の揺動体に対して、第1の揺動体の揺動軸と同一の軸周りに揺動可能に支持する第2のねじりバネを少なくとも有する。駆動手段は、第1及び第2の揺動体を前記揺動軸を中心に揺動させる。そして、ジッタ抑制方法は、次の第1の工程と第2の工程を少なくとも含む。第1の工程では、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが、複数の周期関数の和を含む式で表される振動となるように、駆動手段に、A1sin（2πf1・t）+A2sin（2πf2・t+φ）の項を少なくとも含む数式で表される駆動信号を供給する。ただし、A1、A2は振幅、φは相対位相差、tは時間、f1、f2は駆動周波数でf1：f2=1：n（nは2以上の整数）の関係を有する。第2の工程では、第1及び第2の揺動体の少なくとも1つが基準となる変位角から所定の変位角をとるまでの時間とこの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、走査型ディスプレイやレーザービームプリンタやデジタル複写機などで使用される光偏向装置の揺動体を駆動する駆動信号の駆動周波数を変化させて、各駆動周波数においてジッタを計測する。従って、例えば、その計測値に基づいて、最小ないし抑制されたジッタを示した駆動周波数で光偏向装置の揺動体を駆動することで、走査型ディスプレイやレーザービームプリンタやデジタル複写機等の形成画像の品質の劣化を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。まず、本発明の揺動体装置、駆動信号生成方法、揺動体のジッタ抑制方法を光偏向装置に応用した以下の実施形態と、後述する実施例とに共通する構成を図5に沿って説明する。
【０００９】
揺動体装置は、図5（a）、（b）に示すように、第1の揺動体1、第2の揺動体2、第1のねじりバネ11、第2のねじりバネ12を少なくとも有する振動系10と、振動系を支持する支持部21とを有する。第1のねじりバネは第1の揺動体と第2の揺動体とを接続している。第2のねじりバネは、第1のねじりバネのねじり軸と共通するねじり軸（同一の揺動軸）を有するように第2の揺動体に接続されている。振動系は、2つの揺動体と2つのねじりバネとを少なくとも有すればよく、図5に示すように、振動系10を3つ以上の揺動体1、2、3と3つ以上のねじりバネ11、12、13で構成してもよい。
【００１０】
また、振動系に駆動力を印加する駆動部（駆動手段）20と、駆動部20を制御する駆動制御部（駆動制御手段）50とを有する。駆動部20は、複数の揺動体の少なくとも1つが複数の周期関数の和を含む式で表される振動となるように振動系を駆動する。駆動制御部50は、振動系にこうした振動を起こさせるような駆動信号を駆動部20に供給する。
【００１１】
揺動体装置を光偏向装置として用いる場合は、少なくとも1つの揺動体に反射ミラー（光偏向素子）を形成する。反射ミラーとしては、揺動体の表面に光反射膜を形成する。揺動体の表面が十分平滑である場合は、光反射膜を形成しなくとも反射ミラーとして使用することができる。光偏向装置は、更に、光ビームを照射する光源31を有し、揺動体に設けた反射ミラーに光ビーム32を照射して光33を走査する。
【００１２】
揺動体装置の動作原理を説明する。一般に、n個の揺動体とn個のねじりバネを含む振動系の自由振動の方程式は次の式1で与えられる。
【００１３】
【数１】
2009042579.tif 000003
ただし、Iｋ：揺動体の慣性モ−メント、kｋ：ねじりバネのバネ定数、θｋ：揺動体のねじれ角（変位角）である（k=1、・・・、n）。この系のM−1Kの固有値をλｋとすると（k=1、・・・、n）、固有振動モードの角振動数（角周波数）ωｋは、ωｋ=√（λｋ）で与えられる。
【００１４】
揺動体装置は、n個の揺動体とn個のねじりバネとを含むn個の振動モードを有する振動系において、これらωｋの中に基本周波数とその整数倍の周波数がn-1個あるように構成することで、揺動体に対して様々な運動をさせることができる。尚、本明細書において、揺動体の運動の周波数（駆動信号の駆動周波数ではない）における整数倍とは略整数倍も含み、略整数倍とは基本周波数の0.98n〜1.02n倍程度（nは任意の整数）の数値範囲をいう。
【００１５】
特に、揺動体装置を2個の揺動体と2個のねじりバネとで構成し、ωkの中に基本周波数とその略偶数倍の周波数があるように構成することで、所定の範囲での揺動体の角速度の変動を抑えた略等角速度駆動を実現することができる。
【００１６】
更に、n=3とした場合、揺動体1、2、3とねじりバネ11、12、13とを有する振動系を、3つの振動モードの周波数比が1：2：3の関係になるように構成する。この振動系が有する振動モード1乃至3で振動系を同時に加振することで、n=2の場合よりも角速度の変動が小さい駆動が可能となる。例えば、各振動モードにおける周波数比を1：2：3とし、各振動モードにおける振幅比を24：-6：1として、この振動系を駆動する態様がある。
【００１７】
このように、振動モードの数を増やしていくことで、所定の範囲における揺動体の角速度の変動をより小さくすることができる。
【００１８】
また、揺動体装置を2個の揺動体と2個のねじりバネとで構成し、ωkの中に基本周波数とその略3倍の周波数があるように構成することで、揺動体を略三角波駆動することができる。
【００１９】
図5（a）、（b）のように、n個の揺動体とn個のねじりバネとから構成される実施形態の振動系の振動に関して説明する。この振動系は、基本周波数で運動する振動運動と、その略整数倍のn-1個の周波数で運動する振動運動とを同時に発生可能な構成となっている。よって、実施形態の1つの態様では、複数の揺動体の少なくとも1つが、複数の周期関数の和を含む式で表される振動となるように構成されている。複数の周期関数の和を含む式には、定数項を含む式も含まれる。例えば、定数項を含む場合とは、駆動部に一定の直流バイアスを印加し、揺動体の変位角の原点（変位角が0の位置）をずらしている場合である。
【００２０】
また、実施形態の別の態様では、光偏向装置の偏向角θ（ここでは走査中心の位置を基準として測っている）は、次の様になる。第1の振動運動の振幅及び角周波数を夫々A1、ω（周波数の2π倍）とし、第2の振動運動の振幅及び角周波数をA2、nωとし（ｎは2以上の整数）、第1及び第2の振動運動の相対位相差をφとする。すると、揺動体の運動はA1sinωt+A2sin（nωt+φ）の項を少なくとも含む数式で表される振動となる。特にn=2の場合は、A1sinωt+A2sin（2ωt+φ）の項を少なくとも含む数式になり、所定の範囲での揺動体の角速度の変動を抑えた略等角速度駆動を実現することができる。また、n=3の場合は、A1sinωt+A2sin（3ωt+φ）の項を少なくとも含む数式になり、揺動体を略三角波駆動することができる。尚、この場合も、A1sinωt+A2sin（nωt+φ）の項を少なくとも含む数式には、定数項を含む式も含まれる。
【００２１】
また、実施形態では、次の様にもできる。すなわち、第1の振動運動の振幅及び角周波数を夫々A1、ωとし、第nの振動運動の振幅及び角周波数を夫々Aｎ、nωとし、第1及び第nの振動運動の相対位相差をφn-1とする。このとき、揺動体の運動はθ（t）=A1sinωt+ΣAｎsin（nωt+φn-1）の式で表すことができる。ここで、ｎは2以上の整数である。ｎの値は、揺動体装置を構成する揺動体の数を増やせる限り大きくすることができる。実際に揺動体装置を作製する場合は、nは最大で3乃至5程度であることが好ましい。
【００２２】
駆動部20は、電磁方式、静電方式、圧電方式などにより振動系に駆動力を印加することが可能な構成となっている。電磁駆動の場合は、例えば、少なくとも1つの揺動体に永久磁石を設け、この永久磁石に磁場を印加するコイルを揺動体の近傍に配置してもよいし、永久磁石とコイルをこれとは逆の配置としてもよい。静電駆動の場合は、少なくとも1つの揺動体に電極を形成し、この電極との間に静電力を働かせるような電極を揺動体の近傍に形成する。圧電駆動の場合は、圧電素子を振動系や支持部に設けて駆動力を印加する。
【００２３】
また、駆動制御部50は、振動系が上記の態様で振動運動するような駆動信号を発生可能な構成となっており、その駆動信号を駆動部20に印加する。
【００２４】
また、揺動体装置は複数の揺動体の少なくとも1つの揺動体の変位に応じて信号を出力する信号出力器（揺動体の振動状態を検出する振動検出手段）を有する。図5（a）において信号出力器は受光素子40であり、図5（b）において信号出力器はピエゾ抵抗体70である。このような信号出力器は変位角計測器として用いられる。本明細書では、信号出力器と変位角計測器は同等の意味（すなわち振動検出手段の意味）で用いる。
【００２５】
ピエゾ抵抗体70を用いて揺動体の変位角を検出する場合は、例えば、ねじりバネにピエゾ抵抗体70を設け、このピエゾ抵抗体70から出力される信号に基づき揺動体が或る変位角をとるときの時刻を検出する。ピエゾ抵抗体70は、例えば、p型の単結晶シリコンにリンを拡散することで作製する。ピエゾ抵抗体70は、ねじりバネのねじれ角に応じて信号を出力する。従って、揺動体の変位角を測定する場合は、ピエゾ抵抗体70を複数のねじりバネに設け、複数のねじりバネのねじれ角の情報に基づいて揺動体の変位角を求めると精度良く測定することができる。
【００２６】
また、受光素子40を用いて揺動体の変位角を検出する場合は以下のようにして構成する。揺動体が第1の変位角を取るときの走査光の照射位置に第1の受光素子を配置し、揺動体が第2の変位角を取るときの走査光の照射位置に第2の受光素子を配置する。第1及び第2の受光素子は、異なる素子でもよいし、同じ素子でもよい。また、走査光は、直接受光素子に入射する様にしてもよいし、少なくとも1つの反射部材を経て反射光を受光素子に入射する様にしてもよい。要するに、少なくとも1つの受光素子が、第1及び第2の走査角における走査光を受光して検出できる様に配置されていればよい。信号出力器は、時間軸上で断続的に所定の変位角になったときに信号を出力するものでもよいし、時間軸上で連続的に変位に応じた信号を出力するものであってもよい。尚、本明細書では、ミラーの偏向角とミラーで偏向・走査される走査光の走査角は一定の関係にあって同等に扱えるので、偏向角（変位角）と走査角は同等な意味で用いる。
【００２７】
上述された実施形態による駆動信号生成方法を要約して述べれば、次の様になる。複数の揺動体と複数のねじりバネとを含む振動系と、振動系を駆動する駆動手段と、駆動信号を用いて駆動手段を制御する駆動制御手段を含む揺動体装置において、駆動信号を複数の周期関数の和を含む式で表す。この駆動信号生成において、駆動制御手段は、振動検出手段の出力信号に基づいて前記複数の周期関数の振幅と位相の少なくとも1つが所定の値となるように駆動信号を生成して駆動手段を制御する。
【００２８】
本発明では、こうした駆動信号の印加状態において、次の様に操作する。この操作は、ジッタの大きさは光偏向装置を揺動する駆動信号の駆動周波数により変動することが分かっているが、どの駆動周波数で駆動すれば低ジッタを実現できるかは簡単には求めることはできないという知見に基づくものである。
【００２９】
駆動制御手段は、揺動体の少なくとも1つが基準となる変位角から所定の変位角をとるまでの振動検出手段で検出される時間と、該基準となる変位角から該所定の変位角となるまでの時間の目標時間との差に係る値を駆動周波数ごとに複数蓄積する。そして、例えば、該蓄積された値に基づいて駆動制御手段は駆動信号の駆動周波数を補正し、上記揺動体のジッタを抑制する。この際、駆動信号の駆動周波数は、1：（2以上の整数）の関係を維持しつつ補正される。上記差に係る値を累積する回路を動作させるのは、典型的には、光偏向装置が本来の機能（光偏向機能）を実行していない場合に行う。しかし、光偏向装置が本来の機能を実行しているときも、上記差に係る値を累積する回路を動作させておいて、この累積値が所定の範囲を超えるときに、警告を発したり、自動的に駆動制御手段が駆動信号の補正を開始したりしてもよい。
【００３０】
上記差に係る値の累積と駆動信号の補正は、例えば、次の様に行われる。駆動制御手段のジッタ計測部が、振動検出手段の出力信号と所定の値との差分値の2乗や絶対値等の演算値を累積し、ジッタ累積値を演算する。一方、駆動制御手段は、駆動部の前記周期関数の周波数の値を変更する手段、ジッタ累積値を書き込む最小ジッタ値レジスタと、そのときの駆動周波数を書き込む最小ジッタ駆動周波数レジスタを有する。そして、次の機能を備える。既に最小ジッタ値レジスタにある値と駆動周波数補正後に演算されたジッタ累積値とを比較する機能、新しく演算されたジッタ累積値の値を最小ジッタ値レジスタに書き込む機能、現在使用中の駆動周波数を最小ジッタ駆動周波数レジスタに書き込む機能を有する。
【００３１】
以上に述べた実施形態によれば、種々の光学機器で使用される光偏向装置の揺動体を駆動する駆動信号の駆動周波数を変化させて、各駆動周波数においてジッタを計測し、その計測値に基づいて、最小ジッタを示した駆動周波数で光偏向装置の揺動体を駆動する。よって、光学機器の形成画像の品質の劣化を低減することが可能となる。
【実施例】
【００３２】
次に、図を参照して、より具体的な実施例を説明する。本実施例は、本発明の光偏向装置及び揺動体ジッタ抑制方法を感光ドラムを持つ画像形成装置に適用した例である。図1は、光スキャナ、駆動手段、駆動制御手段などを含む本実施例の構成のブロック図である。図1を用いて本実施例の構成を述べつつその動作を説明する。
【００３３】
ここでは、駆動信号の基本波駆動周波数をf1=2282.6Hz、基本周波数の整数倍の周波数である第2の周波数（第二高調波）をf2=2f1=4565.2Hzとする。また、振動系の基本波共振周波数をf10=2282.6Hz、第二高調波近辺での共振周波数をf20=4564.3Hzとする。 
【００３４】
本実施例において、システムコントローラ（System Controller）123からの指示で、光源であるレーザダイオード（LD）116が発光する。その光ビーム117は、光スキャナ115のミラー部1151で反射され、感光ドラムの描画領域の両端外にある振動検出手段である第1の受光素子121及び第2の受光素子122に入光する。ミラー部1151は、揺動軸周りに揺動可能に支持された2つの揺動体を少なくとも含む振動系の一方の揺動体に設けられている。振動系は、例えばmems（Micro-Electro-Mechanical-Systems）素子である。
【００３５】
図2に、光スキャナ115のミラー部1151の振れに基づく光ビーム117の角度と時間との関係を示す。図２において、第1の変位角をとるときの互いに異なる2つの時刻と、第2の変位角をとるときの互いに異なる2つの時刻とからなる4つの時刻の内の1つを基準とした場合の3つの時間を示す。すなわち、第2の受光素子122に入光してから最初に第1の受光素子121に入光したタイミングを基準時刻にし、次に第1の受光素子121に入光するまでの時間をt1、そこから第2の受光素子122に入光するまでの時間をt2とする。そこから更にもう一度第2の受光素子122に入光するまでの時間をt3とする。システムコントローラ123は、第2の受光素子122に入光がありその後始めて第1の受光素子121に入光があった基準時刻の時点で、タイミング計測部100の3つのカウンタ（CNT1,CNT2,CNT3）101,102,103をカウント開始させる。次に、第1の受光素子121に入光があると、システムコントローラ123はカウンタ（CNT1）101を停止させる。次に、第2の受光素子122に入光すると、カウンタ（CNT2）102を停止させる。更にもう一度第2の受光素子122に入光すると、カウンタ（CNT3）103を停止する。これらの処理で、t1,t2,t3を得ることができる。
【００３６】
これらの値から、目標値（T1,T2,T3）104をそれぞれ加算器105,106,107で減算することで、目標値誤差Δt1、Δt2、Δt3を得ることができる。これらの目標に対する誤差をマトリクス演算回路108でマトリクス演算することで、駆動信号の基本波の振幅情報A1、第二高調波の振幅情報A2、基本波に対する高調波の位相φを算出する。
【００３７】
マトリクス演算は、例えば、次の様に行われる。本光偏向装置の駆動信号のA1、A2、φの何れかを含む制御パラメータが目標値から微小に変化した場合における上記t1,t2,t3の変化を表す係数、及び行列を予め求めておく。これにより、ミラー部1151の振幅と位相を決める駆動信号の操作量ΔA1、ΔA2、Δφは、上記目標値誤差Δt1、Δt2、Δt3によって、マトリクス演算で求まる。こうして、差Δt1、Δt2、Δt3から操作量ΔA1、ΔA2、Δφが算出される。
【００３８】
これらの値を、基本波生成回路（A1sin（2πfd1・t））109、第二高調波生成回路110（A2sin（2πfd2・t+φ））に入力する。これら2つの周波数の波は加算器111で合成され、デジタルアナログコンバータ（DAC）回路112に送られる。DAC112の出力は、増幅（AMP）回路113へ送られ十分な電圧に増幅されて、振動系の駆動手段の駆動コイル114に電圧を印加しこれを電流駆動する。これにより発生した磁界で、振動系の他方の揺動体に設けられた駆動手段の永久磁石1152を駆動し、光スキャナ115のミラー部1151の振動制御を行う。以上の制御を繰り返すことで目標値（T1,T2,T3）104に収束し、所望の光偏向装置の偏向角を得ることができる。
【００３９】
こうした状態において、適当なときに、ジッタを測定する。そして、この測定値に基づいて、駆動信号の補正を開始することができる。以下、本実施例の動作に関して図3のフローチャートを用いて説明する。
【００４０】
まず、起動の工程を説明する。3x3のマトリクス演算を行うマトリクス演算回路108の上記係数をオールゼロとしフィードバックをかけない状態とする。その後段の加算器97,98,99で、振動系を定常的に駆動する電圧値としての第1の周波数の基本波駆動電圧A1及び基本波の整数倍の第2の周波数の駆動電圧A2と、両者の位相差φ（相対位相差φ）の定常駆動値SA1、SA2、Sφに適切な値を設定する。すなわち、振動系を略鋸波駆動するのに適切な値を設定し、基本波の共振周波数とその2倍の周波数（f1=f10、f2=2f10）の駆動信号で駆動開始する。この時の駆動信号は次の式2の通りである。
A1sin（2πf1・t+A2sin（2πf2・t+φ）      式2
ただし、一般的には、駆動信号の周波数f1と周波数f2は、f1：f2=1：n（nは2以上の整数）の関係にある。
【００４１】
この時点では、基本波共振周波数とその2倍の周波数の合成波の駆動信号で略鋸波駆動をしている状態となっているが、この2倍の周波数は二倍波付近の共振周波数f20からは離れており、最適駆動条件にはなっていない状態である。
【００４２】
次に、マトリクス演算回路108の係数を上記ゼロから所望の値に増加させることで、目標値（T1,T2,T3）104との誤差を、マトリクス演算回路108で相対位相差φ、振幅A1、A2に変換し、定常的駆動値SA1、SA2 、Sφに補正を加える。このことで、フィードバック制御を開始する。本フィードバック制御に関しては上述した通りである。
【００４３】
次に、ジッタ計測動作を説明する。システムコントローラ123はジッタ計測部124にて、t1乃至t3の何れか或いはt1乃至t3の何れかの差のどれかの大きさを計測し累積する。大きさには、差分絶対値や2乗値を用いる。t1乃至t3の何れか或いはt1乃至t3の何れかの差のどれの大きさを用いるかに関しては自由である。しかし、本光スキャナにおいては略鋸波駆動をしている描画領域が重要であり、それは図2においてt1終了時点からt2終了時点つまりt2-t1となる。その区間の目標時間T2-T1との差分は、次の式3となる。
(t2-t1)-(T2-T1)=(t2-T2)-(t1-T1)=Δt2-Δt1      式3
よって、Δt2-Δt1の値を用いる例で説明するが、他の時間情報や複数の時間情報の合計値などを用いても構わない。
【００４４】
差分絶対値や2乗値を採用した場合を式で示すと各々、次の式4及び式5となる。
Σ|Δt2-Δt1|      式4
Σ（Δt2-Δt1）^2    （ただし、^2は2乗を示す）      式5
実際にジッタの原因は空気の流れによるものであり、実験によると、1秒から10数秒程度の累積時間で目的に足りる比較データの計測ができる。
【００４５】
ここの例である基本波2282.6Hzで約3秒間のデータを累積すると約6600データとなる。本実施例では、式5に基づき計測された累積データを取得し、システムコントローラ123に接続されている最小ジッタ値レジスタ125に記憶する。このときの駆動周波数を最小ジッタ駆動周波数レジスタ126に記憶する。
【００４６】
続いて、駆動周波数変更動作を説明する。基本波駆動周波数をf1、二倍波駆動周波数をf2=2f1とし、基本波で駆動される第1の揺動体の共振周波数f10と二倍波で駆動される第2の揺動体の共振周波数f20との関係が2f10>f20の場合を例として説明する。基本波駆動周波数の補正の刻み値をΔf=0.04656Hz、二倍波の刻み値を2Δf=0.09312Hzとすると、駆動周波数変更後の駆動電圧は、次の式6となる。この所定の刻み値は、Q値を示す共振周波数f10とf20の近辺においてピーク値から数パーセント変化する範囲の中に少なくとも数点は刻める値とする。
A1sin（2π（f1-Δf）・t）+
A2sin（2π（f2-2Δf）・t+φ）      式6
【００４７】
この駆動周波数変更に対し制御が安定するのに1秒程度待ち、式5に基づく略3秒間の累積データを取得する。そして、システムコントローラ123に接続されている最小ジッタ値レジスタ125に累積データを記憶し、このときの基本波駆動周波数f1-Δfを最小ジッタ駆動周波数レジスタ126に記憶する。この動作を図3のフローチャートに示すように、さらにΔfだけ駆動周波数を下げて行う。計測されたジッタ値が最小ジッタ値レジスタ125の値より小さければ、最小ジッタ値レジスタ125の値を、計測されたジッタ値で更新し、そのときの駆動周波数f1-Δfで最小ジッタ駆動周波数レジスタ126も更新する。
【００４８】
ジッタ計測終了の動作を説明する。新たに計測されたジッタ値が、最小ジッタ値レジスタ125の値より、所定量α、例えば、α=1ns（ナノセカンド）増大したら計測を終了する。この数値は実際のシステムにより異なるのであくまで一例であるが、図4に示すように最低ジッタ駆動周波数近辺でのジッタのばらつきが0.5ns程度なので、それより大きめの値とすればよい。そしてこの時点で最小ジッタ駆動周波数レジスタ126に記録されている値の駆動信号で駆動する。
【００４９】
ここでの計測では、最小ジッタ駆動周波数レジスタ126に記録された値は4562.88Hzとなった。よって、この周波数4562.88Hzで駆動開始する。新たに計測されたジッタ値が、最小ジッタ値レジスタ125の値より、所定量α以上増大しなければ、上記駆動周波数変更動作で示したように再度駆動周波数変更、ジッタ計測を行う。
【００５０】
実験により得られた結果は、基本波駆動周波数f1をf10近辺から駆動開始して徐々にf20/2（一般的には、f20の整数分の1）の方向に下げ（図1においてfd1で示す）、f20/2を通り越した周波数で最小ジッタとなっている。この例をグラフ化したものを図4に示す。二倍波駆動周波数f2で言えば、図4に示す様に、2f10近辺から駆動開始して徐々に下げ（図1においてfd2で示す）、f20を通り越した周波数で最小ジッタとなっている。ここでは、2f10>f20の場合を例としていて、この場合、二倍波駆動周波数f2が共振周波数f20より若干低いところで駆動信号に対する振動の位相遅れが小さくなる。従って、このところで制御の応答の遅れも減り、ジッタをより良く抑制できると考えられる。
【００５１】
以上に説明した本実施例により、例えば、ジッタが抑制された状態で光の偏向走査の角速度を仕様範囲内で略等角速度とすることができる。こうして、光源と、光源から出射された光を偏向する上記光偏向装置と、を有する構成により、偏向光の少なくとも一部を画像形成体（感光体）上に投影することで、長時間安定した良好な画像形成が可能となる。
【００５２】
本発明の光偏向装置は、画像表示装置に用いることもできる。ここでは、光偏向装置は、光源からの光を偏向し、該光の少なくとも一部を光入射目標体である画像表示体上に入射させる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の光偏向装置を画像形成装置に適用した実施例のブロック図である。
【図２】光スキャナの振れ角と光ビームの位置の関係を示す図である。
【図３】図1の実施例の動作のフローチャートを示す図である。
【図４】駆動周波数とジッタの関係の測定例を示す図である。
【図５】揺動体装置の構造の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
1     第1の揺動体
2     第2の揺動体
10     振動系
11     第1のねじりバネ
12     第2のねじりバネ
20、114、1152    駆動手段（駆動コイル、永久磁石）
21    支持部
50、123    駆動制御手段（システムコントローラなど）
40、70、121、122    振動検出手段（受光素子、ピエゾ抵抗体など）
【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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