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JP2009098032A - Oscillator device, optical deflection device, and resonance frequency detection method - Google Patents

Oscillator device, optical deflection device, and resonance frequency detection method Download PDF

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JP2009098032A
JP2009098032A JP2007270613A JP2007270613A JP2009098032A JP 2009098032 A JP2009098032 A JP 2009098032A JP 2007270613 A JP2007270613 A JP 2007270613A JP 2007270613 A JP2007270613 A JP 2007270613A JP 2009098032 A JP2009098032 A JP 2009098032A
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Japan
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frequency
drive
resonance frequency
oscillator
resonance
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JP2007270613A
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Hideta Nishizawa
秀太 西沢
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Canon Inc
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Abstract

【課題】短時間で揺動体の共振周波数を探し、この共振周波数との関係で、定常的な駆動周波数を適当に設定することが可能な揺動体装置を提供する。
【解決手段】揺動体装置は、共振周波数を持つ揺動体と、揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段15、16と、揺動体を駆動する駆動手段12と、制御手段17とを有する。制御手段は、駆動手段に印加される駆動信号の駆動周波数を変更するための駆動周波数変更手段108を含む。制御手段は、駆動周波数変更手段に、共振周波数と離れた掃引開始周波数から、共振周波数の方向に、所定の時間変化率で駆動周波数を掃引させる。駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量がピークになったときの駆動周波数を検出して、この駆動周波数より掃引開始周波数に所定値近い周波数を共振周波数として予備的または最終的に決定する。
【選択図】図1
There is provided an oscillator device capable of searching for a resonance frequency of an oscillator in a short time and appropriately setting a steady driving frequency in relation to the resonance frequency.
An oscillator device includes an oscillator having a resonance frequency, detection means 15 and 16 for detecting information related to an oscillation amount of the oscillator, a drive means 12 for driving the oscillator, and a control means 17. Have. The control means includes drive frequency changing means 108 for changing the drive frequency of the drive signal applied to the drive means. The control means causes the drive frequency changing means to sweep the drive frequency at a predetermined time change rate in the direction of the resonance frequency from the sweep start frequency that is separated from the resonance frequency. The drive frequency when the fluctuation amount based on the information output by the detection means in the sweep of the drive frequency reaches a peak is detected, and a frequency closer to the sweep start frequency than the drive frequency by a predetermined value is used as a preliminary or final frequency. To decide.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、マイクロ揺動構造体などの揺動体を有する共振型揺動体装置などの揺動体装置の技術分野に関する。特に、本発明は、揺動体を駆動するための駆動信号の駆動周波数の設定について特徴を有する揺動体装置、この揺動体装置を用いた光偏向装置、揺動体装置において共振周波数を検知する共振周波数検知方法に関する。この揺動体装置を用いた光偏向装置は、走査型ディスプレイなどの画像表示装置ないし動画描画装置、レーザービームプリンタ(LBP)、デジタル複写機等の電子写真方式の画像形成装置ないし描画装置等の光学機器に適用可能である。 The present invention relates to a technical field of an oscillator device such as a resonance oscillator device having an oscillator such as a micro oscillator structure. In particular, the present invention relates to an oscillating device characterized by setting a drive frequency of a drive signal for driving the oscillating member, an optical deflection device using the oscillating device, and a resonance frequency for detecting a resonance frequency in the oscillating device. It relates to the detection method. The optical deflecting device using this oscillator device is an optical display such as an image display device such as a scanning display or a moving image drawing device, a laser beam printer (LBP), a digital copying machine, or an electrophotographic image forming device or drawing device. Applicable to equipment.

従来の共振型揺動体装置を用いたスキャン機構としては、図20に示す様な構成のものがある(特許文献1参照)。図20において、2210は共振揺動体を用いた光偏向器であり、光源2200からの光ビームを光偏向器2210で反射・偏向する。光偏向器2210の揺動体は、不図示のコイル等を用いて電磁力を発生させることで、揺動される。スキャン動作時には、共振揺動体は、その共振周波数の駆動信号により駆動される。光偏向器2210は、個々のデバイスの特性や温度特性により共振周波数がばらつき、装置の起動時等にその共振周波数を特定する必要がある。従来技術においては、予め、共振周波数よりも低い周波数の駆動信号で光偏向器を駆動し始め、徐々に駆動周波数を上げて変化させ共振周波数を探す。 As a scan mechanism using a conventional resonance type oscillator device, there is a configuration as shown in FIG. 20 (see Patent Document 1). In FIG. 20, reference numeral 2210 denotes an optical deflector using a resonant oscillator, and the light beam from the light source 2200 is reflected and deflected by the optical deflector 2210. The oscillating body of the optical deflector 2210 is oscillated by generating an electromagnetic force using a coil (not shown) or the like. During the scan operation, the resonance oscillator is driven by a drive signal having the resonance frequency. In the optical deflector 2210, the resonance frequency varies depending on the characteristics and temperature characteristics of each device, and it is necessary to specify the resonance frequency when the apparatus is started. In the prior art, the optical deflector starts to be driven in advance with a drive signal having a frequency lower than the resonance frequency, and the resonance frequency is searched by gradually increasing the drive frequency.

その為に、次の様なことを行う。図20において、2220は受光素子であり、光信号を電気信号に変換する素子である。受光素子2220は、偏向された光ビームを受け、光ビームの偏向角の量、すなわち光偏向器の揺動体の揺動角を検出できる様に構成されている。そして、駆動周波数の上記変化の速度は、光偏向器の揺動量が十分に定常状態に達し、その駆動周波数における揺動量を正しく測定できる様に、十分に小さく設定される。こうして駆動周波数を徐々に上げる際に、各周波数に応じた光偏向器の揺動体の揺動角を受光素子2220を用いて測定し、揺動角が最大となる駆動周波数を共振周波数として特定する。この共振周波数を、実使用のスキャン動作時における定常的な駆動周波数として、光偏向器を駆動するのである。 For that purpose, we will do the following. In FIG. 20, reference numeral 2220 denotes a light receiving element, which is an element that converts an optical signal into an electric signal. The light receiving element 2220 is configured to receive the deflected light beam and detect the amount of deflection angle of the light beam, that is, the swing angle of the swinging body of the optical deflector. The speed of the change in the drive frequency is set to be sufficiently small so that the swing amount of the optical deflector reaches a steady state and the swing amount at the drive frequency can be measured correctly. When gradually increasing the drive frequency in this way, the oscillation angle of the oscillator of the optical deflector corresponding to each frequency is measured using the light receiving element 2220, and the drive frequency that maximizes the oscillation angle is specified as the resonance frequency. . The optical deflector is driven by using this resonance frequency as a steady driving frequency during the actual scanning operation.

また、他の従来技術では、特許文献1のものと同じ様に、共振型揺動体の起動時等に、共振周波数を特定する(特許文献2参照)。この従来技術では、光ビームの受光素子が、或る偏向角の光ビームを受ける所に置かれている。光偏向器の揺動角は、光ビームを受光素子が検出するタイミング、つまり受光素子を光ビームが横切る時間間隔から測定する。この従来例でも、先の特許文献1のものと同様に、駆動周波数を徐々に上げる際に揺動角を測定し、揺動角が最大となる駆動周波数を共振周波数として特定する。そして、これを実使用における定常的な駆動周波数として、光偏向器を駆動する。
特開2005-241482号公報 米国特許第7030708号
In the other conventional technology, the resonance frequency is specified at the time of starting the resonance type oscillator as in the case of Patent Document 1 (see Patent Document 2). In this prior art, a light receiving element for a light beam is placed where a light beam having a certain deflection angle is received. The swing angle of the optical deflector is measured from the timing at which the light receiving element detects the light beam, that is, from the time interval at which the light beam crosses the light receiving element. Also in this conventional example, as in the case of the above-described Patent Document 1, the swing angle is measured when the drive frequency is gradually increased, and the drive frequency at which the swing angle is maximized is specified as the resonance frequency. The optical deflector is driven using this as a steady driving frequency in actual use.
JP 2005-241482 A U.S. Patent No. 7030708

しかし、この種の揺動体は高い共振先鋭度(Q値)を有し、駆動周波数を変化させた場合、揺動体そのものの揺動状態が定常状態に達するまでに時間がかかる。そのため、従来技術による共振周波数の検知方法では、印加駆動信号の周波数の掃引時に、周波数を変化させる度に、揺動体の揺動角量が安定するまで待つ必要がある。従って、或る程度の範囲で周波数を掃引して正確な共振周波数を検出するためには、時間がかかる可能性がある。 However, this type of oscillating body has a high resonance sharpness (Q value), and when the drive frequency is changed, it takes time for the oscillating body itself to reach the steady state. Therefore, in the resonance frequency detection method according to the prior art, it is necessary to wait until the oscillation angle amount of the oscillator becomes stable every time the frequency is changed during the sweep of the frequency of the applied drive signal. Accordingly, it may take time to detect the accurate resonance frequency by sweeping the frequency within a certain range.

この様に揺動体の共振周波数の特定に時間がかかると、揺動体を有する光偏向器を用いる装置の起動時間の増大につながり、パフォーマンスの低下を招く。例えば、プリンタに応用した場合、プリントデータ送信後、数分間待たないとプリント出力がされないという様な状況に陥る可能性もある。 Thus, if it takes time to specify the resonance frequency of the oscillator, the startup time of the apparatus using the optical deflector having the oscillator is increased, and the performance is degraded. For example, when it is applied to a printer, there is a possibility that a print output will not be made unless a few minutes have passed after print data transmission.

上記課題に鑑み、本発明の揺動体装置は、次の特徴を有する。揺動体装置は、共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、揺動体を駆動する駆動手段と、制御手段とを有する。制御手段は、駆動手段に印加される駆動信号の駆動周波数を変更するための駆動周波数変更手段を含む。制御手段は、駆動周波数変更手段に、前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で駆動周波数を掃引させる。そして、駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量がピークになったときの駆動周波数を検出して、この駆動周波数より掃引開始周波数に近い周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する。 In view of the above problems, the oscillator device of the present invention has the following characteristics. An oscillating body device includes at least one oscillating body having a resonance frequency and supported so as to be able to oscillate, detection means for detecting information relating to an oscillating amount of the oscillating body, driving means for driving the oscillating body, and control means. Have The control means includes drive frequency changing means for changing the drive frequency of the drive signal applied to the drive means. The control means causes the drive frequency changing means to sweep the drive frequency at a predetermined time change rate in a direction from the sweep start frequency away from the resonance frequency toward the resonance frequency. Then, the drive frequency when the fluctuation amount based on the information output from the detection means in the drive frequency sweep reaches a peak, and a frequency closer to the sweep start frequency than the drive frequency is set as the first resonance frequency, The resonant frequency is determined either preliminary or final.

また、上記課題に鑑み、本発明の揺動体装置は、次の特徴を有する。揺動体装置は、共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、揺動体を駆動する駆動手段と、制御手段とを有する。制御手段は、駆動手段に印加される駆動信号の駆動周波数を変更するための駆動周波数変更手段を含む。制御手段は、駆動周波数変更手段に、前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で駆動周波数を掃引させる。そして、駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量の変化率が0より大きい正の所定値になったときの駆動周波数を検出して、この駆動周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する。 In view of the above problems, the oscillator device of the present invention has the following characteristics. An oscillating body device includes at least one oscillating body having a resonance frequency and supported so as to be able to oscillate, detection means for detecting information relating to an oscillating amount of the oscillating body, driving means for driving the oscillating body, and control means. Have The control means includes drive frequency changing means for changing the drive frequency of the drive signal applied to the drive means. The control means causes the drive frequency changing means to sweep the drive frequency at a predetermined time change rate in a direction from the sweep start frequency away from the resonance frequency toward the resonance frequency. Then, the drive frequency when the change rate of the fluctuation amount based on the information output by the detection means in the sweep of the drive frequency becomes a positive predetermined value larger than 0 is detected, and this drive frequency is set as the first resonance frequency. The resonance frequency is determined preliminary or finally.

また、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、上記揺動体装置と、光ビームを発生する光ビーム発生手段とを有し、揺動体はミラーを持ち、光ビーム発生手段の発生する光ビームをミラーで反射・偏向する。検出手段は、偏向された光ビームを所定偏向角の位置で検出する様に配置された光検出手段を含み、制御手段は、光検出手段の光ビーム検出時間の間隔に基づいて揺動体の揺動量または揺動量の変化率を検出する。 Moreover, in view of the said subject, the optical deflection | deviation apparatus of this invention has the following characteristics. The light deflector includes the oscillator device and a light beam generating means for generating a light beam. The oscillator has a mirror, and reflects and deflects the light beam generated by the light beam generator. The detection means includes light detection means arranged to detect the deflected light beam at a position of a predetermined deflection angle, and the control means controls the oscillation of the oscillator based on the interval of the light beam detection time of the light detection means. Detects the rate of change of the amount of movement or swing.

また、上記課題に鑑み、本発明の光学機器は、次の特徴を有する。光学機器は、上記光偏向装置と、光照射対象物とを有し、光偏向装置は、光ビーム発生手段からの光ビームを偏向し、該光ビームの少なくとも一部を光照射対象物に入射させる。 Moreover, in view of the said subject, the optical instrument of this invention has the following characteristics. An optical apparatus has the light deflection device and a light irradiation target, and the light deflection device deflects the light beam from the light beam generating means and makes at least a part of the light beam incident on the light irradiation target. Let

また、上記課題に鑑み、本発明の共振周波数検知方法は、次の特徴を有する。共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、揺動体を駆動する駆動手段とを有する揺動体装置において共振周波数を検知する方法である。そして、共振周波数検知方法は、次の工程を含む。
前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で駆動周波数を掃引する工程。
駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量がピークになったときの駆動周波数を検出する工程。
前記ピークになったときの駆動周波数より掃引開始周波数に近い周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する工程。
Moreover, in view of the said subject, the resonance frequency detection method of this invention has the following characteristics. A resonance frequency is determined in an oscillator device having at least one oscillator that has a resonance frequency and is supported so as to be capable of oscillation, detection means that detects information related to the oscillation amount of the oscillator, and drive means that drives the oscillator. It is a method of detection. The resonant frequency detection method includes the following steps.
A step of sweeping the drive frequency at a predetermined time change rate in a direction from the sweep start frequency separated from the resonance frequency toward the resonance frequency.
A step of detecting the drive frequency when the amount of oscillation based on the information output from the detection means reaches a peak in the drive frequency sweep;
A step of preliminarily or finally determining the resonance frequency with a frequency closer to the sweep start frequency than the driving frequency at the time of the peak as a first resonance frequency.

また、上記課題に鑑み、本発明の共振周波数検知方法は、次の特徴を有する。共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、揺動体を駆動する駆動手段とを有する揺動体装置において共振周波数を検知する方法である。そして、共振周波数検知方法は、次の工程を含む。
前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で駆動周波数を掃引する工程。
駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量の変化率が0より大きい正の所定値になったときの駆動周波数を検出する工程。
前記変化率が所定値になったときの駆動周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する工程。
Moreover, in view of the said subject, the resonance frequency detection method of this invention has the following characteristics. A resonance frequency is determined in an oscillator device having at least one oscillator that has a resonance frequency and is supported so as to be capable of oscillation, detection means that detects information related to the oscillation amount of the oscillator, and drive means that drives the oscillator. It is a method of detection. The resonant frequency detection method includes the following steps.
A step of sweeping the drive frequency at a predetermined time change rate in a direction from the sweep start frequency separated from the resonance frequency toward the resonance frequency.
A step of detecting the drive frequency when the rate of change of the oscillation amount based on information output by the detection means in the drive frequency sweep becomes a positive predetermined value greater than zero.
A step of preliminarily or finally determining the resonance frequency with the drive frequency when the rate of change becomes a predetermined value as a first resonance frequency;

本発明の技術を用いれば、上記所定の時間変化率である掃引速度を従来技術より速く設定できる。従って、短時間で揺動体の共振周波数を見つけ出し、検知した共振周波数との関係で、実使用における定常的な駆動周波数を適当に設定することが可能である。こうして、本発明の揺動体装置ないし共振周波数検知方法を用いたシステムの起動時間を短縮することができる。 If the technique of the present invention is used, the sweep speed, which is the predetermined rate of time change, can be set faster than the conventional technique. Therefore, it is possible to find the resonance frequency of the oscillator in a short time and to appropriately set a steady drive frequency in actual use in relation to the detected resonance frequency. Thus, the startup time of the system using the oscillator device or the resonance frequency detection method of the present invention can be shortened.

以下、本発明の実施の形態を明らかにすべく、具体的な揺動体装置及び共振周波数検知方法について説明する。まず、実施例を説明する前に、本発明が対象とする揺動体装置の基本構成と動作を図19に沿って説明する。 Hereinafter, in order to clarify the embodiment of the present invention, a specific oscillator device and resonance frequency detection method will be described. First, before describing the embodiment, the basic configuration and operation of the oscillator device targeted by the present invention will be described with reference to FIG.

揺動体装置は、図19(a)、(b)に示すように、第1の揺動体1901、第2の揺動体1902、第1のねじりバネ1911、第2のねじりバネ1912を少なくとも有する振動系1910と、振動系を支持する支持部1921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を有するように第2の揺動体に接続されている。ここでは、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19に示すように振動系1910を3つ以上の揺動体1901、1902、1903と3つ以上のねじりバネ1911、1912、1913で構成してもよい。勿論、後述の実施例の図2に示す様に、1つの揺動可能に支持された揺動体を有する揺動体装置でもよい。 As shown in FIGS. 19A and 19B, the oscillator device includes at least a first oscillator 1901, a second oscillator 1902, a first torsion spring 1911, and a second torsion spring 1912. It has a system 1910 and a support portion 1921 that supports the vibration system. The first torsion spring connects the first oscillating body and the second oscillating body. The second torsion spring is connected to the second oscillating body so as to have a torsion axis common to the torsion axis of the first torsion spring. Here, the vibration system only needs to have at least two oscillating bodies and two torsion springs. As shown in FIG. 19, the oscillation system 1910 includes three or more oscillating bodies 1901, 1902, 1903 and three or more You may comprise the torsion spring 1911, 1912, 1913. Of course, as shown in FIG. 2 of the embodiment described later, an oscillating body device having one oscillating body supported so as to be able to oscillate may be used.

また、振動系に駆動力を印加する駆動手段である駆動部1920と、駆動部20を制御する制御手段である駆動制御部1950とを有する。駆動部1920は、1つ以上の揺動体の少なくとも1つが1以上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1950は、振動系にこうした振動を起こさせる様な駆動信号を駆動部1920に供給する。 Further, it includes a drive unit 1920 that is a drive unit that applies a drive force to the vibration system, and a drive control unit 1950 that is a control unit that controls the drive unit 20. The drive unit 1920 drives the vibration system so that at least one of the one or more oscillating bodies has a vibration represented by an expression including the sum of one or more periodic functions. The drive control unit 1950 supplies the drive unit 1920 with a drive signal that causes such vibrations in the vibration system.

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1931を有し、揺動体に設けた反射ミラーに光ビーム1932を照射して光を走査する。 When the oscillator device is used as an optical deflection device, a reflection mirror is formed on at least one oscillator. As the reflection mirror, a light reflection film is formed on the surface of the oscillator. When the surface of the oscillator is sufficiently smooth, it can be used as a reflection mirror without forming a light reflection film. The light deflection apparatus further includes a light source 1931 that emits a light beam, and scans the light by irradiating the reflection mirror provided on the oscillator with the light beam 1932.

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。 The operating principle of the oscillator device will be described. In general, the equation of free vibration of a vibration system including n oscillators and n torsion springs is given by the following expression 1.

Figure 2009098032
ただし、I:揺動体の慣性モ−メント、k:ねじりバネのバネ定数、θ:揺動体のねじれ角(揺動角)である(k=1、・・・、n)。この系のM−1Kの固有値をλとすると(k=1、・・・、n)、固有振動モードの角振動数(角周波数)ωは、ω=√(λ)で与えられる。
Figure 2009098032
Where I k is the inertia moment of the oscillating body, k k is the spring constant of the torsion spring, and θ k is the torsion angle (oscillating angle) of the oscillating body (k = 1,..., N). If the eigenvalue of M −1 K of this system is λ k (k = 1,..., N), the angular frequency (angular frequency) ω k of the natural vibration mode is ω k = √ (λ k ). Given.

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ω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。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。 The oscillator device has a vibration system having n vibration modes including n oscillators and n torsion springs, and there are n-1 fundamental frequencies and integer multiples thereof in ω k. With this configuration, various motions can be performed on the rocking body. In the present specification, the term “integer multiple” includes substantially integer multiple, and “substantially integer multiple” refers to a numerical range of about 0.98n to 1.02n times the fundamental frequency (n is an arbitrary integer). In particular, the oscillator device is composed of two oscillators and two torsion springs, and is configured so that there is a fundamental frequency and a frequency that is substantially an even multiple of the fundamental frequency in ω k . It is possible to realize substantially constant angular velocity driving in which fluctuation of the angular velocity of the oscillator is suppressed.

更に、n=3とした場合、揺動体1901、1902、1903とねじりバネ1911、1912、1913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。 Further, when n = 3, the vibration system having the rocking bodies 1901, 1902, and 1903 and the torsion springs 1911, 1912, and 1913 is set so that the frequency ratio of the three vibration modes is 1: 2: 3. Constitute. By simultaneously oscillating the vibration system in vibration modes 1 to 3 of this vibration system, it is possible to drive with a smaller fluctuation in angular velocity than in the case of n = 2. For example, there is a mode in which the vibration system is driven by setting the frequency ratio in each vibration mode to 1: 2: 3 and the amplitude ratio in each vibration mode to 24: -6: 1.

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。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。 Thus, by increasing the number of vibration modes, the fluctuation of the angular velocity of the rocking body in a predetermined range can be further reduced. In addition, the oscillator device is composed of two oscillators and two torsion springs, and the oscillator is configured so that there is a fundamental frequency and approximately three times the frequency in ω k. Can be driven.

図19(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、1以上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。1以上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、揺動体の揺動角の原点(揺動角が0の位置)をずらしている場合である。 As shown in FIGS. 19 (a) and 19 (b), a description will be given of the vibration of the vibration system of the embodiment including n oscillators and n torsion springs. This vibration system is configured to be capable of simultaneously generating a vibration motion that moves at a fundamental frequency and a vibration motion that moves at n-1 frequencies that are substantially an integral multiple of the vibration motion. Therefore, in one aspect of the embodiment, at least one of the plurality of oscillators is configured to have a vibration represented by an expression including a sum of one or more periodic functions. An expression including the sum of one or more periodic functions includes an expression including a constant term. For example, the case where the constant term is included is a case where a constant direct current bias is applied to the drive unit and the origin of the swing angle of the swing body (the position where the swing angle is 0) is shifted.

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。 In another aspect of the embodiment, the deflection angle θ of the optical deflecting device (here, measured with reference to the position of the scanning center) is as follows. The amplitude and angular frequency of the first vibration motion are A 1 and ω, respectively, and the amplitude and angular frequency of the second vibration motion are A 2 and nω (n is an integer of 2 or more), and the first and second vibrations. Let the relative phase difference of motion be φ. Then, the motion of the oscillating body is a vibration represented by a mathematical formula including at least the term of A 1 sinωt + A 2 sin (nωt + φ). In particular, when n = 2, the mathematical expression includes at least the term of A 1 sinωt + A 2 sin (2ωt + φ), and it is possible to realize substantially constant angular velocity driving in which fluctuation of the angular velocity of the oscillating body in a predetermined range is suppressed. When n = 3, the mathematical expression includes at least the term A 1 sinωt + A 2 sin (3ωt + φ), and the oscillator can be driven in a substantially triangular wave. Also in this case, the formula including at least the term of A 1 sinωt + A 2 sin (nωt + φ) includes a formula including a constant term.

また、実施形態では、次の様にもできる。すなわち、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、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。また、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。 Further, in the embodiment, it can be performed as follows. That is, the motion of the oscillating body can be expressed by the following formula: θ (t) = A 1 sinωt + ΣA n sin (nωt + φ n-1 ). Here, the amplitude and angular frequency of the first vibration motion are A 1 and ω, respectively, and the amplitude and angular frequency of the nth vibration motion are An and nω, respectively , and the relative positions of the first and nth vibration motions. Let the phase difference be φ n-1 . N is an integer of 2 or more. The value of n can be increased as long as the number of oscillators constituting the oscillator device can be increased.

駆動部1920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様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。また、駆動制御部1950は、振動系が上記の態様で振動運動する様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1920に印加する。駆動信号は、例えば、三角関数テーブルを用いて正弦波を合成した信号をそのまま用いる駆動信号でもよいし、また、三角関数テーブルを用いて正弦波を合成した信号に基づいて生成したパルス状の駆動信号でもよい。正弦波を合成した駆動信号の場合は、各正弦波の振幅と位相を調整することで所望の駆動信号を得ることができる。また、パルス状の信号を用いて駆動する場合は、正弦波を合成した信号に基づいてパルスの数、間隔、幅などを時間的に変化させることで所望の駆動信号を生成することができる。 The drive unit 1920 has a configuration capable of applying a driving force to the vibration system by an electromagnetic method, an electrostatic method, a piezoelectric method, or the like. In the case of electromagnetic drive, for example, a permanent magnet may be provided on at least one oscillator, and a coil for applying a magnetic field to the permanent magnet may be disposed near the oscillator, or the permanent magnet and the coil may be reversed. It is good also as arrangement of. In the case of electrostatic driving, an electrode is formed on at least one oscillating body, and an electrode that applies an electrostatic force to the electrode is formed in the vicinity of the oscillating body. In the case of piezoelectric driving, a piezoelectric element is provided in a vibration system or a support part to apply driving force. The drive control unit 1950 is configured to be able to generate a drive signal such that the vibration system vibrates in the above-described manner, and applies the drive signal to the drive unit 1920. The drive signal may be, for example, a drive signal using a signal obtained by synthesizing a sine wave using a trigonometric function table as it is, or a pulse-like drive generated based on a signal obtained by synthesizing a sine wave using a trigonometric function table It may be a signal. In the case of a drive signal obtained by synthesizing a sine wave, a desired drive signal can be obtained by adjusting the amplitude and phase of each sine wave. In the case of driving using a pulse signal, a desired drive signal can be generated by temporally changing the number, interval, width, etc. of pulses based on a signal obtained by synthesizing a sine wave.

また、揺動体装置は1以上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検出手段を有する。図19(a)において検出手段は受光素子1940であり、図19(b)において検出手段はピエゾ抵抗体1970である。ピエゾ抵抗体1970を用いて揺動体の揺動角を検出する場合は、例えば、ねじりバネにピエゾ抵抗体1970を設け、このピエゾ抵抗体1970から出力される信号に基づき揺動体が或る揺動角をとるときの時刻を検出する。ピエゾ抵抗体1970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1970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、揺動体の揺動角を測定する場合は、ピエゾ抵抗体1970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揺動角を求めると精度良く測定することができる。 Further, the oscillator device has a detecting means for outputting a signal according to the displacement of at least one oscillator of the one or more oscillators. In FIG. 19A, the detection means is a light receiving element 1940, and in FIG. 19B, the detection means is a piezoresistor 1970. When detecting the rocking angle of the rocking body using the piezoresistor 1970, for example, the piezoresistor 1970 is provided in the torsion spring, and the rocking body is oscillated at a certain level based on the signal output from the piezoresistor 1970. Detect time when cornering. The piezoresistor 1970 is produced, for example, by diffusing phosphorus in p-type single crystal silicon. The piezoresistor 1970 outputs a signal according to the torsion angle of the torsion spring. Therefore, when measuring the rocking angle of the rocking body, the piezoresistors 1970 are provided on a plurality of torsion springs, and the rocking angle of the rocking body is obtained based on the information on the torsion angles of the plurality of torsion springs. can do.

本発明においては、上述した様な揺動体装置の所望の共振周波数を短時間で見つけ出し、典型的には、検知した共振周波数との関係で、実使用における定常的な駆動周波数を適当に設定するものである。共振周波数を得た場合に、典型的には、この周波数を定常的な駆動周波数とする。すなわち、共振周波数近傍において揺動体の定常駆動を行う共振型揺動体装置では、制御手段は、前記第1の共振周波数または第2の共振周波数に定常駆動の周波数を設定して、揺動体の定常駆動を行う。しかし、意図的に共振周波数から外した駆動周波数で揺動体を駆動する様に駆動手段を制御することもできる。 In the present invention, a desired resonance frequency of the oscillator device as described above is found in a short time, and typically, a steady driving frequency in actual use is appropriately set in relation to the detected resonance frequency. Is. When the resonance frequency is obtained, this frequency is typically set as a steady driving frequency. That is, in a resonance-type oscillator device that performs steady-state driving of an oscillator in the vicinity of the resonance frequency, the control means sets the steady-drive frequency to the first resonance frequency or the second resonance frequency, and Drive. However, it is also possible to control the driving means so as to drive the oscillator at a driving frequency that is intentionally removed from the resonance frequency.

揺動体装置の所望の共振周波数を短時間で見つけ出すために、本発明では次の様なことを行う。制御手段に含まれる駆動周波数変更手段に、対象とする共振周波数と離れた掃引開始周波数から、この共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で、駆動手段に印加する駆動信号の駆動周波数を掃引させる。この際、所定の時間変化率は、各駆動周波数による駆動のところで揺動体の揺動状態が定常状態に達することがない程度に大きく(すなわち掃引速度が速く)設定される。そして、駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量がピークになったときの駆動周波数を検出して、この駆動周波数より掃引開始周波数に近い周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する。或いは、駆動周波数の掃引において検出手段が出力する情報に基づく揺動量の変化率が0より大きい正の所定値になったときの駆動周波数を検出して、この駆動周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する。ここで、揺動量が最大になる駆動周波数より手前に共振周波数はあるので、上記揺動量の変化率の所定値は0より大きい正の値となる。 In order to find out a desired resonance frequency of the oscillator device in a short time, the present invention performs the following. The drive frequency changing means included in the control means sets the drive frequency of the drive signal to be applied to the drive means at a predetermined rate of time change in a direction from the sweep start frequency away from the target resonance frequency toward the resonance frequency. Sweep. At this time, the predetermined rate of change with time is set to be large (that is, the sweep speed is high) such that the rocking state of the rocking body does not reach a steady state when driven by each driving frequency. Then, the drive frequency when the fluctuation amount based on the information output from the detection means in the drive frequency sweep reaches a peak, and a frequency closer to the sweep start frequency than the drive frequency is set as the first resonance frequency, The resonant frequency is determined either preliminary or final. Alternatively, the drive frequency is detected when the rate of change of the oscillation amount based on the information output by the detection means in the sweep of the drive frequency becomes a positive predetermined value greater than 0, and this drive frequency is set as the first resonance frequency. The resonance frequency is determined preliminary or finally. Here, since the resonance frequency is before the drive frequency at which the swing amount is maximized, the predetermined value of the change rate of the swing amount is a positive value greater than zero.

前記所定値は、揺動体の共振尖鋭度と時間変化率の少なくとも一方に応じて設定される。また、前記第1の共振周波数を最終的に、対象とする共振周波数として、決定してもよいが、次の様な微調整を行うと、より正確に所望の共振周波数を検知することができる。すなわち、微調整では、予備的に共振周波数として決定された第1の共振周波数と、第1の共振周波数の前後に周波数最小可変精度分だけ異なる駆動周波数とで、駆動手段に揺動体を駆動させる。そして、これら複数の周波数において検出手段が出力する情報に基づく揺動量が最大の周波数を第2の共振周波数として、対象とする共振周波数を最終的に決定する。この周波数最小可変精度分とは、駆動周波数変更手段が十分な精度で駆動周波数を変化させられる最小の可変分であり、駆動周波数変更手段の能力に依存する。 The predetermined value is set according to at least one of the resonance sharpness and the time change rate of the oscillator. In addition, the first resonance frequency may be finally determined as a target resonance frequency. However, if the following fine adjustment is performed, the desired resonance frequency can be detected more accurately. . In other words, in fine adjustment, the driving means is driven by the driving means at the first resonance frequency determined as the resonance frequency in advance and the driving frequency that differs by the frequency minimum variable accuracy before and after the first resonance frequency. . Then, the target resonance frequency is finally determined with the frequency having the maximum fluctuation amount based on the information output from the detection means at the plurality of frequencies as the second resonance frequency. This frequency minimum variable accuracy is the minimum variable by which the drive frequency changing means can change the drive frequency with sufficient accuracy, and depends on the capability of the drive frequency changing means.

以下、具体的な実施例を図に沿って説明する。 Hereinafter, specific examples will be described with reference to the drawings.

(実施例1)
図1は、本発明の揺動体装置を用いた光偏向装置を電子写真方式の画像形成装置などの光学機器に使用した実施例1の構成例を示すブロック図である。図2は、光偏向装置の構成を示す図である。
(Example 1)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of Example 1 in which an optical deflection device using the oscillator device of the present invention is used in an optical apparatus such as an electrophotographic image forming apparatus. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the optical deflection apparatus.

図2に示す様に、光偏向器10は揺動体23と支持部22を有し、ねじりバネ21が揺動体23と支持部22を連結している。駆動手段である駆動部12は、電磁式、静電式、圧電式などの方式により駆動力を揺動体23に加える。例えば、電磁式駆動手段は、コイルと永久磁石で構成される。揺動体23はミラー20を有し、光源13からの光ビーム11を反射して偏向する。光ビーム11のミラー20による反射光は、駆動部12で揺動体23を揺動することで走査され、走査光14は、検出手段である受光素子15、16を通過する。制御手段である制御部17は、走査光14が受光素子15、16を通過する時間から、走査光14が所定の走査速度を維持する様に駆動部12への駆動信号を生成する。ここでは、説明の簡単化のために1つの揺動体を含む振動系で説明する。 As shown in FIG. 2, the optical deflector 10 has a rocking body 23 and a support portion 22, and a torsion spring 21 connects the rocking body 23 and the support portion 22. The drive unit 12 as drive means applies a driving force to the oscillator 23 by a method such as an electromagnetic method, an electrostatic method, or a piezoelectric method. For example, the electromagnetic driving means is composed of a coil and a permanent magnet. The oscillator 23 has a mirror 20 and reflects and deflects the light beam 11 from the light source 13. The reflected light of the light beam 11 by the mirror 20 is scanned by swinging the swinging body 23 by the drive unit 12, and the scanning light 14 passes through the light receiving elements 15 and 16 as detection means. The control unit 17 as control means generates a drive signal to the drive unit 12 so that the scanning light 14 maintains a predetermined scanning speed from the time when the scanning light 14 passes through the light receiving elements 15 and 16. Here, for simplification of description, a vibration system including one oscillator is described.

上記走査光14と受光素子15、16の関係は次の様になっている。図3は、光偏向器10の揺動体23による光の偏向角について示している。本明細書では、光の偏向角と揺動体の揺動角は同等に扱い得るので、同等に用いる。光偏向器10の揺動体23はθmaxの揺動角(偏向角)で揺動し、受光素子15、16は、θmaxよりも小さな角度θ1で偏向される走査光14が通る所に配置されている。走査光14の偏向角の時間変化とその検出信号のタイミングを説明する図4に示す様に、走査光14は一周期に受光素子15、16を2回ずつ通過する。 The relationship between the scanning light 14 and the light receiving elements 15 and 16 is as follows. FIG. 3 shows the light deflection angle by the oscillator 23 of the optical deflector 10. In the present specification, the light deflection angle and the rocking angle of the rocking body can be handled in the same way, and thus are used equally. The oscillating body 23 of the optical deflector 10 oscillates at an oscillating angle (deflection angle) of θmax, and the light receiving elements 15 and 16 are arranged where the scanning light 14 deflected at an angle θ1 smaller than θmax passes. Yes. As shown in FIG. 4 for explaining the temporal change of the deflection angle of the scanning light 14 and the timing of the detection signal, the scanning light 14 passes through the light receiving elements 15 and 16 twice in one cycle.

上記構成において、図4に示す光偏向器10の偏向角θは、時間tの関数により以下の様に表すことができる。
θ(t)=θmax・sin(2πf・t) (2)
ここでfは光偏向器の振動周波数である。
In the above configuration, the deflection angle θ of the optical deflector 10 shown in FIG. 4 can be expressed as follows by a function of time t.
θ (t) = θmax · sin (2πf · t) (2)
Here, f is the vibration frequency of the optical deflector.

図4に示す様に、受光素子16は時刻(光ビーム検出時間)t40、t41、t44で受光し、受光素子15は時刻t42、t43で受光する。揺動体23の振動の一周期Tは
T=t44−t40 (3)
で表せ、式(2)はTを用いて以下の様に表すことができる。
θ(t)=θmax・sin((2π・t)/T) (4)
As shown in FIG. 4, the light receiving element 16 receives light at times (light beam detection times) t40, t41, and t44, and the light receiving element 15 receives light at times t42 and t43. One period T of vibration of the oscillator 23 is
T = t44−t40 (3)
Equation (2) can be expressed using T as follows.
θ (t) = θmax · sin ((2π · t) / T) (4)

式(2)、(1)の時間tは走査中心からの相対時間なので、θ1を求める際はtに以下の値を代入する必要がある。
t(θ1)=t40−t45 (5)
Since the time t in the equations (2) and (1) is a relative time from the scanning center, it is necessary to substitute the following value for t when obtaining θ1.
t (θ1) = t40−t45 (5)

式(5)をt40、t41の式に変換する。その為に、まず、次の式を得る。
t46−t45=T/4 (6)
t46−t40=(t41−t40)/2 (7)
そして、式(6)、(7)を変形し、式(5)に代入すると、次の式(8)が得られる。
t(θ1)=t40−t45=(t46−t45)−(t46−t40)=T/4−(t41−t40)/2 (8)
Expression (5) is converted into expressions of t40 and t41. For this purpose, first, the following equation is obtained.
t46−t45 = T / 4 (6)
t46−t40 = (t41−t40) / 2 (7)
Then, when the equations (6) and (7) are modified and substituted into the equation (5), the following equation (8) is obtained.
t (θ1) = t40−t45 = (t46−t45) − (t46−t40) = T / 4− (t41−t40) / 2 (8)

式(6)、(7)では、最大角度θmaxになる時刻を、受光素子16の検出時刻t40、t41の中央と仮定している。そこで、式(8)を式(4)に入力すると、次の式(9)が得られる。
θ1=θmax・sin[{1/2−(t41−t40)/T}・π] (9)
In Expressions (6) and (7), it is assumed that the time when the maximum angle θmax is reached is the center of the detection times t40 and t41 of the light receiving element 16. Therefore, when equation (8) is input into equation (4), the following equation (9) is obtained.
θ1 = θmax · sin [{1 / 2− (t41−t40) / T} · π] (9)

式(9)を変換すると、次の式(10)が得られる。
θmax=θ1/sin[{1/2−(t41−t40)/T }・π] (10)
式(10)は受光素子16の設置角度θ1、受光素子16の連続する2回の検出時間の間隔(t41−t40)と光偏向器の振動周期Tが分かれば、振幅θmaxが求めることができることを示している。従って、後述する検出時間19と振幅(揺動角)θmaxが同等に扱えることになる。
When equation (9) is transformed, the following equation (10) is obtained.
θmax = θ1 / sin [{1 / 2− (t41−t40) / T} · π] (10)
Equation (10) indicates that the amplitude θmax can be obtained if the installation angle θ1 of the light receiving element 16, the interval between two consecutive detection times of the light receiving element 16 (t41−t40), and the vibration period T of the optical deflector are known. Is shown. Therefore, the detection time 19 described later and the amplitude (swing angle) θmax can be handled equally.

上記構成において、図1の光偏向器制御部17を用いたフィードバック制御による定常の駆動は、例えば、次の様に行われる。 In the above configuration, steady driving by feedback control using the optical deflector control unit 17 of FIG. 1 is performed as follows, for example.

波形生成部108は駆動周波数109に設定されている周波数の正弦波を出力する。乗算器は、波形生成部108が生成する正弦波と振幅制御信号111を乗算し、駆動部12へ駆動信号を出力する。駆動信号が印加された駆動部12により揺動体23は励振される。これにより、光偏向器10は、光源13から出る光ビーム11を走査する。上述した如く、走査光14は、所定角度θ1で設置された受光素子15、16で検出される。時間測定部18は、図4におけるt40からt41及びt42からt43の時間を測定する。これらの時間は、検出時間19として時間測定部18内に保持される。 The waveform generation unit 108 outputs a sine wave having a frequency set to the drive frequency 109. The multiplier multiplies the sine wave generated by the waveform generation unit 108 by the amplitude control signal 111 and outputs a drive signal to the drive unit 12. The oscillator 23 is excited by the drive unit 12 to which the drive signal is applied. Thereby, the optical deflector 10 scans the light beam 11 emitted from the light source 13. As described above, the scanning light 14 is detected by the light receiving elements 15 and 16 installed at the predetermined angle θ1. The time measuring unit 18 measures the times from t40 to t41 and from t42 to t43 in FIG. These times are held in the time measuring unit 18 as the detection time 19.

ここで、時間測定部18内部の検出時間19と目標時間107の間で減算が行われる。設定した目標値と検出時間19との間の減算値は、フィードバック量としてゲイン110をかけられる。ゲイン110の出力は積分器112で積分され、振幅制御信号111とされる。検出時間19が目標時間107よりも少ない場合は、振幅制御信号111が増大されて、検出時間19が目標時間107に近づく様に制御される。検出時間19と目標時間107の誤差を増幅して積分し、揺動体23の揺動量を制御することにより、検出時間19と目標時間107の誤差を小さくすることができる。 Here, subtraction is performed between the detection time 19 inside the time measurement unit 18 and the target time 107. The subtraction value between the set target value and the detection time 19 is multiplied by a gain 110 as a feedback amount. The output of the gain 110 is integrated by an integrator 112 to be an amplitude control signal 111. When the detection time 19 is shorter than the target time 107, the amplitude control signal 111 is increased, and the detection time 19 is controlled to approach the target time 107. The error between the detection time 19 and the target time 107 can be reduced by amplifying and integrating the error between the detection time 19 and the target time 107 and controlling the swing amount of the swing body 23.

また、揺動体23の振幅変化を測定するために、コントローラ102は検出時間19の変化を検出する。図4のt41及びt43のタイミングにおいて、コントローラ102が検出時間19と前回検出時間100の差を算出することで、振幅変化を検出する。算出後、前回検出時間100に検出時間19を格納する。 Further, in order to measure the amplitude change of the oscillator 23, the controller 102 detects the change in the detection time 19. At the timings t41 and t43 in FIG. 4, the controller 102 calculates the difference between the detection time 19 and the previous detection time 100, thereby detecting an amplitude change. After the calculation, the detection time 19 is stored in the previous detection time 100.

フィードバック制御は、検出時間19と目標時間107の差に基づいて、駆動信号の振幅と周波数を調整して行うこともできる。この場合、例えば、上記時間差と駆動信号の調整量の関係を表すマトリクスを予め求めておいて、駆動信号の振幅と周波数を調整して行う。周波数の制御は、駆動周波数変更手段である次の波形生成部108を用いて行うことができる。 The feedback control can also be performed by adjusting the amplitude and frequency of the drive signal based on the difference between the detection time 19 and the target time 107. In this case, for example, a matrix representing the relationship between the time difference and the adjustment amount of the drive signal is obtained in advance, and the amplitude and frequency of the drive signal are adjusted. The control of the frequency can be performed using the next waveform generation unit 108 which is a drive frequency changing unit.

駆動周波数109を掃引するために、コントローラ102は、光偏向器10の掃引開始周波数104、掃引終了周波数105、掃引速度106、周波数差107の各パラメータを保持している。コントローラ102は、各パラメータを参照して、駆動周波数109を変更する。 In order to sweep the drive frequency 109, the controller 102 holds parameters of a sweep start frequency 104, a sweep end frequency 105, a sweep speed 106, and a frequency difference 107 of the optical deflector 10. The controller 102 changes the drive frequency 109 with reference to each parameter.

波形生成部108は、例えば、NCO(Numerical-Controlled-Oscillator)で構成できる。NCO50の例を、図5(a)の構成図に示す。デジタルの32ビットの入力は、加算器51において、1サンプル遅延素子52による1サンプル前の信号と加算され、正弦波テーブル53にアドレスとして入力される。この正弦波テーブル53からは、16ビットの正弦波成分が導出される様になっている。 The waveform generation unit 108 can be configured by, for example, an NCO (Numerical-Controlled-Oscillator). An example of NCO50 is shown in the block diagram of FIG. The digital 32-bit input is added to the signal before one sample by the one-sample delay element 52 in the adder 51 and input to the sine wave table 53 as an address. From this sine wave table 53, a 16-bit sine wave component is derived.

この構成において、入力として或る一定レベルを有するデジタル信号が入力し続けると、加算器51の出力には、図5(b)に示す様な入力レベルに応じた一定の正の傾きを有する信号が得られる。そして、所定の最大値になるとゼロにリセットされるとすると、入力レベルに応じた周期(周波数)を有する鋸歯状波60が得られるので、これを正弦波テーブル53に入力することより、正弦波成分61が導出される。これの周波数は、上記入力レベルを変化させることで変えられる。 In this configuration, when a digital signal having a certain constant level continues to be input as an input, the output of the adder 51 has a signal having a certain positive slope according to the input level as shown in FIG. Is obtained. If the predetermined maximum value is reset to zero, a sawtooth wave 60 having a period (frequency) corresponding to the input level is obtained. By inputting this into the sine wave table 53, a sine wave is obtained. Component 61 is derived. This frequency can be changed by changing the input level.

上記の構成・機能に基づき、本実施例の特徴である起動から定常駆動までの動作は次の様に行われる。 Based on the above-described configuration and function, the operation from start to steady drive, which is a feature of this embodiment, is performed as follows.

図1に示す光偏向器制御部17の構成と、起動から定常駆動までの動作を説明するフローチャートである図12を用いて、起動してから定常駆動周波数(ここでは共振周波数)を決定するまでの方法を説明する。 Using the configuration of the optical deflector control unit 17 shown in FIG. 1 and FIG. 12, which is a flowchart for explaining the operation from start to steady drive, until the steady drive frequency (resonance frequency in this case) is determined. The method will be described.

まず、初期設定(S140)の工程を説明する。印刷処理要求が入ったら、まず初期設定を行う。初期設定で駆動周波数の掃引開始周波数と掃引速度を決めるため、掃引開始周波数104と掃引終了周波数105と掃引速度106を設定する。掃引開始周波数104及び掃引終了周波数105は、光偏向器10の共振周波数変化範囲から決定する。光偏向器10の共振周波数変化範囲は予め測定しておく。 First, the process of initial setting (S140) will be described. When a print processing request is received, initial setting is performed first. In order to determine the sweep start frequency and sweep speed of the drive frequency in the initial setting, the sweep start frequency 104, the sweep end frequency 105, and the sweep speed 106 are set. The sweep start frequency 104 and the sweep end frequency 105 are determined from the resonance frequency change range of the optical deflector 10. The resonance frequency change range of the optical deflector 10 is measured in advance.

従来技術のところで述べた掃引時の速さより比較的速い掃引速度106の設定は、以前起動したときの掃引速度やシミュレーション速度を元に設定する。図6に、駆動周波数の掃引速度106を変更したときの揺動体23の揺動角を示す。図6において、掃引速度の速さは(曲線72)>(曲線71)>(曲線70)である。掃引速度の値が曲線70のときより曲線71の時の方が、揺動角が早く大きくなり、受光素子15、16で測定開始できるタイミングが早くなる。しかし、掃引速度の値が曲線72の様に速すぎると、揺動体23の揺動角が受光素子15、16の設置角度θ1を超えなくなる。そのため、掃引速度106に設定する値は、周波数掃引中に揺動体23の揺動角が受光素子15、16の設置角度θ1を超える範囲で設定する必要がある。 The setting of the sweep speed 106 that is relatively faster than the speed at the time of the sweep described in the prior art is set based on the sweep speed and the simulation speed at the time of previous activation. FIG. 6 shows the swing angle of the swing body 23 when the sweep speed 106 of the drive frequency is changed. In FIG. 6, the speed of the sweep speed is (curve 72)> (curve 71)> (curve 70). When the value of the sweep speed is the curve 71, the swing angle increases faster and the timing at which the light-receiving elements 15 and 16 can start the measurement is earlier. However, if the value of the sweep speed is too fast as shown by the curve 72, the swing angle of the swing body 23 does not exceed the installation angle θ1 of the light receiving elements 15 and 16. Therefore, the value set for the sweep speed 106 needs to be set in a range in which the swing angle of the swing body 23 exceeds the installation angle θ1 of the light receiving elements 15 and 16 during the frequency sweep.

例えば、初期設定において、掃引開始周波数を1996Hz、掃引終了周波数を2004Hz、掃引速度を2.8[Hz/sec]に設定する。 For example, in the initial setting, the sweep start frequency is set to 1996 Hz, the sweep end frequency is set to 2004 Hz, and the sweep speed is set to 2.8 [Hz / sec].

次に、駆動周波数の掃引方法(S141、S1400〜S1403)を説明する。駆動周波数の掃引は、コントローラ102が一定時間毎に波形生成部108の駆動周波数109を、掃引速度106を基にして、所定の方向に所定の変化量で変更する。駆動周波数109の変更は、コントローラ102への割り込みにより実現する。 Next, the drive frequency sweeping method (S141, S1400 to S1403) will be described. In the drive frequency sweep, the controller 102 changes the drive frequency 109 of the waveform generation unit 108 in a predetermined direction with a predetermined change amount based on the sweep speed 106 at regular intervals. The change of the driving frequency 109 is realized by an interrupt to the controller 102.

コントローラ102において、一定時間毎に割り込み処理が実行される(S1400)。この処理では、初期設定後、駆動周波数掃引用の割り込みフラグを1に設定する(S141)。割り込みフラグを見て、フラグが1であれば(S1401)、コントローラ102が波形生成部108の駆動周波数109を、掃引速度106を基にして、所定の方向に所定の変化量で変更して(S1402)、割り込み処理を終了する(S1403)。割り込み処理を行う間隔は、掃引速度106によって変更する。 In the controller 102, interrupt processing is executed at regular intervals (S1400). In this process, after the initial setting, the interrupt flag for driving frequency sweep is set to 1 (S141). Looking at the interrupt flag, if the flag is 1 (S1401), the controller 102 changes the drive frequency 109 of the waveform generator 108 in a predetermined direction with a predetermined change amount based on the sweep speed 106 ( S1402), interrupt processing is terminated (S1403). The interval for performing the interrupt processing is changed according to the sweep speed 106.

例えば、掃引速度が2.8[Hz/sec]に指定されているとき、割り込み処理を40msecごとに行い、周波数を増加させる方向に周波数を0.07Hzずつ変更する。 For example, when the sweep speed is specified as 2.8 [Hz / sec], interrupt processing is performed every 40 msec, and the frequency is changed by 0.07 Hz in the direction of increasing the frequency.

次に、粗調整(S142〜S148)の工程を説明する。粗調整は、駆動周波数掃引時の振幅最大値から、共振周波数を算出する方法である。粗調整のフローを説明する。粗調整時に行う駆動周波数掃引時の振幅最大値を求める方法は次のとおりである。コントローラ102は、時間測定部18が持つ検出時間19の更新フラグを見る(S142)。更新フラグが1になるまで、繰り返し更新フラグの確認を続ける。更新フラグが1の場合は、前回測定検出時間100と検出時間19とを比較し(S143)、検出時間が減少したかどうかの判定をする(S144)。判定結果がnoである場合、時間測定部18で持つ検出時間19をコントローラ102の検出時間100に記憶して(S145)、再び時間測定部18の更新フラグを見る(S142)。 Next, the rough adjustment (S142 to S148) process will be described. Coarse adjustment is a method of calculating the resonance frequency from the maximum amplitude value during the drive frequency sweep. A rough adjustment flow will be described. A method for obtaining the maximum amplitude value at the time of sweeping the drive frequency performed during the coarse adjustment is as follows. The controller 102 looks at the update flag of the detection time 19 that the time measurement unit 18 has (S142). Continue checking the update flag repeatedly until the update flag becomes 1. When the update flag is 1, the previous measurement detection time 100 and the detection time 19 are compared (S143), and it is determined whether the detection time has decreased (S144). If the determination result is no, the detection time 19 of the time measurement unit 18 is stored in the detection time 100 of the controller 102 (S145), and the update flag of the time measurement unit 18 is viewed again (S142).

検出時間が減少していたかどうかの判定がyesである場合は、駆動周波数掃引処理の割り込みフラグを0に設定する(S146)。これにより駆動周波数の掃引が止まる。周波数の掃引を止めた後、コントローラ102が持つ1つのパラメータであるパラメータ周波数差107を読み出し(S147)、掃引を停止した駆動周波数109と前記パラメータ周波数差107から共振周波数を算出する(S148)。周波数差107は周波数比でも構わない。周波数差107は工場出荷前の実測データや、ユーザが以前起動したときの情報を基に記憶する。 If the determination of whether or not the detection time has decreased is yes, the interrupt flag for the drive frequency sweep process is set to 0 (S146). This stops the drive frequency sweep. After stopping the frequency sweep, the parameter frequency difference 107 which is one parameter of the controller 102 is read (S147), and the resonance frequency is calculated from the drive frequency 109 where the sweep is stopped and the parameter frequency difference 107 (S148). The frequency difference 107 may be a frequency ratio. The frequency difference 107 is stored based on actual measurement data before shipment from the factory and information obtained when the user has started up before.

次に、粗調整時の揺動体の時間変位を、図7に示した(a)駆動周波数−時間特性、(b)振幅−時間特性、(c)検出時間−時間特性を用いて説明する。 Next, the time displacement of the oscillator during rough adjustment will be described with reference to (a) drive frequency-time characteristics, (b) amplitude-time characteristics, and (c) detection time-time characteristics shown in FIG.

光偏向器の振幅が光検出器設置角度θ1を越えるタイミングt80において、光偏向器10の振幅角度θmaxが角度θ1を超え始め、検出時間19が測定可能になる。駆動周波数が光偏向器の共振周波数に一致するタイミングt81があるが、その後、掃引を続けても光偏向器の振動振幅は増加を続ける。これは、光偏向器10のQ値が高いため、周波数の変化に対応した振幅に変化するまでの応答時間が長いためである。 At timing t80 when the amplitude of the optical deflector exceeds the photodetector installation angle θ1, the amplitude angle θmax of the optical deflector 10 begins to exceed the angle θ1, and the detection time 19 can be measured. Although there is a timing t81 at which the drive frequency matches the resonance frequency of the optical deflector, the vibration amplitude of the optical deflector continues to increase even if the sweep is continued thereafter. This is because the Q value of the optical deflector 10 is high, and the response time until the amplitude changes corresponding to the change in frequency is long.

タイミングt81以降も掃引を続けると、タイミングt82において光偏向器の振動振幅が最大になる。タイミングt82後、検出時間19がタイミングt82で増加から減少に転じたことが分かるタイミングt83において、掃引時最大振動振幅をコントローラ102が検知する。ここで、図7(a)に示す様に、コントローラ102が、周波数差107に記憶された値f86を、タイミングt83での周波数f84から減算して共振周波数f85を求めて、粗調整を終了する。 If sweeping is continued after timing t81, the vibration amplitude of the optical deflector becomes maximum at timing t82. After timing t82, the controller 102 detects the maximum vibration amplitude at the time of sweep at timing t83 where it is known that the detection time 19 has changed from increasing to decreasing at timing t82. Here, as shown in FIG. 7A, the controller 102 subtracts the value f86 stored in the frequency difference 107 from the frequency f84 at the timing t83 to obtain the resonance frequency f85, and ends the coarse adjustment. .

例えば、1996Hzから高周波方向に2.8[Hz/s]で掃引したときに、最大振幅を検知した駆動周波数が2001Hzであったとする。周波数差107が0.8Hzであった場合、粗調整で算出される共振周波数f85は以下の値となる。
共振周波数f85=2001[Hz]−0.8[Hz]=2000.2[Hz] (11)
For example, it is assumed that the drive frequency at which the maximum amplitude is detected is 2001 Hz when sweeping at 2.8 [Hz / s] in the high frequency direction from 1996 Hz. When the frequency difference 107 is 0.8 Hz, the resonance frequency f85 calculated by the coarse adjustment has the following value.
Resonance frequency f85 = 2001 [Hz] −0.8 [Hz] = 2000.2 [Hz] (11)

次に、微調整(S149)の説明をする。微調整は、粗調整で算出された第1の共振周波数を中心にした狭い周波数範囲で駆動周波数を変更する。そして、変更後、安定的に駆動するまで待ち、検出時間19を検出する。変更した各駆動周波数における検出時間19を比較して、正確な共振周波数を測定する。 Next, the fine adjustment (S149) will be described. In the fine adjustment, the drive frequency is changed in a narrow frequency range centered on the first resonance frequency calculated by the coarse adjustment. Then, after the change, it waits until it is stably driven, and the detection time 19 is detected. An accurate resonance frequency is measured by comparing the detection times 19 at the changed drive frequencies.

図8を用いて微調整を詳しく説明をする。粗調整で求まった周波数f85(図7(a)参照)と、周波数f85から上記NCOの周波数最小可変精度α分加算した周波数f901と、α分減算した周波数f900でそれぞれ駆動する。そして、各周波数における検出時間19を測定する。図8に示す様に、f900、f85、f901に対応する検出時間はt904、t902、t903であり、t902>t903>t904なので、第2の共振周波数f85を共振周波数と最終的に決定し、駆動周波数はf85に設定する。ここでは、第1の共振周波数と第2の共振周波数が同じになったが、勿論、異なることもある。また、第1の共振周波数を中心に3点の駆動周波数で駆動したが、2点或いは4点以上の複数点で駆動してもよい。 The fine adjustment will be described in detail with reference to FIG. Driving is performed at a frequency f85 obtained by rough adjustment (see FIG. 7A), a frequency f901 obtained by adding the minimum NCO frequency accuracy α to the frequency f85, and a frequency f900 obtained by subtracting α. Then, the detection time 19 at each frequency is measured. As shown in FIG. 8, the detection times corresponding to f900, f85, and f901 are t904, t902, and t903, and since t902> t903> t904, the second resonance frequency f85 is finally determined as the resonance frequency and driven. Set the frequency to f85. Here, the first resonance frequency and the second resonance frequency are the same, but of course they may be different. In addition, although driving is performed at three driving frequencies around the first resonance frequency, driving may be performed at two points or a plurality of four or more points.

例えば、周波数最小可変精度が0.07Hzのとき、粗調整にて算出された周波数f85が2000.2Hz である場合、次の通りであった。2000.13Hz、2000.2Hz、2000.27Hzで駆動したときの検出時間19が98.5μsec、100μsec、99μsecであった。すなわち、2000.2Hzで検出時間19が最大であった。従って、共振周波数と最終的に2000.2Hzと決定し、駆動周波数を2000.2Hzに設定してフィードバック制御による定常駆動に入る。フィードバック制御は上述した様に行われる。以上の動作が、駆動周波数変更手段である波形生成部108を含む制御手段である制御部17により実行される。 For example, when the frequency minimum variable accuracy is 0.07 Hz and the frequency f85 calculated by the coarse adjustment is 2000.2 Hz, it was as follows. Detection times 19 when driven at 2000.13 Hz, 2000.2 Hz, and 2000.27 Hz were 98.5 μsec, 100 μsec, and 99 μsec. That is, the detection time 19 was the maximum at 2000.2 Hz. Accordingly, the resonance frequency is finally determined to be 2000.2 Hz, the driving frequency is set to 2000.2 Hz, and steady driving by feedback control is started. Feedback control is performed as described above. The above operation is executed by the control unit 17 which is a control unit including the waveform generation unit 108 which is a drive frequency changing unit.

本実施例における定常駆動開始後の印刷処理を説明する。図9に示す画像形成装置の構成を用いて印刷処理を説明する。(a)が側面図で、(b)が上面図である。 The printing process after the start of steady driving in this embodiment will be described. The printing process will be described using the configuration of the image forming apparatus shown in FIG. (A) is a side view, (b) is a top view.

印刷処理要求がくると、光偏向器10を含んだ偏向装置1000は前述の工程を経て定常駆動状態に至り、走査光14を出力する。走査光14は感光体ドラム1002の長軸方向に沿って走査される。 When a print processing request is received, the deflecting device 1000 including the optical deflector 10 reaches the steady driving state through the above-described steps, and outputs the scanning light 14. The scanning light 14 is scanned along the long axis direction of the photosensitive drum 1002.

感光体ドラム1002は回転を開始し、感光体ドラム1002は帯電器1001により高電位に帯電される。帯電した部分が回転により走査光14の走査線上に来て、所望の位置に走査光14を当てるために、光源は点灯と消灯を所望のタイミングで繰り返す。光源から出て光偏向装置1000で偏向された走査光14が照射された部分は低電位になる。これを静電潜像と呼ぶ。現像装置1003が、例えば、正に帯電した黒色の一成分の磁性トナーを用いて、静電潜像化された部分を現像する。現像されたトナーを転写装置1004により紙などに転写して印刷処理が完成する。 The photosensitive drum 1002 starts to rotate, and the photosensitive drum 1002 is charged to a high potential by the charger 1001. The charged portion comes on the scanning line of the scanning light 14 by rotation, and the light source repeats turning on and off at a desired timing in order to apply the scanning light 14 to a desired position. The portion irradiated with the scanning light 14 emitted from the light source and deflected by the light deflecting device 1000 has a low potential. This is called an electrostatic latent image. The developing device 1003 develops the electrostatic latent image portion using, for example, a positively charged black one-component magnetic toner. The developed toner is transferred onto paper or the like by the transfer device 1004 to complete the printing process.

次に、上記掃引時に振動振幅最大になる駆動周波数と共振周波数との差、または両者の比の求め方を説明する。上記定常駆動周波数の決定方法において、掃引時に振幅最大になる駆動周波数と共振周波数の差又は比は、光偏向器のQ値及び駆動周波数の掃引速度によって変化する。従って、Q値及び掃引速度の変化に応じて、掃引時振幅最大になる駆動周波数と共振周波数の差又は比を変更する必要がある。 Next, a description will be given of how to obtain the difference between the drive frequency and the resonance frequency at which the vibration amplitude becomes maximum during the sweep, or the ratio between the two. In the method for determining the steady drive frequency, the difference or ratio between the drive frequency and the resonance frequency at which the amplitude is maximum during sweeping varies depending on the Q value of the optical deflector and the sweep speed of the drive frequency. Therefore, it is necessary to change the difference or ratio between the drive frequency and the resonance frequency that maximizes the amplitude during the sweep in accordance with changes in the Q value and the sweep speed.

Q値ついて説明する。図10に示す様に、周波数の変化により光偏向器10の振動振幅が変わる。振動振幅が最大になる駆動周波数を共振周波数f1102とする。振幅エネルギーが最大値1100の半値1101になるときの定常駆動周波数f1103、f1104を基に以下の式からQ値を求めることができる。
Q=共振周波数f1102/(周波数f1104−周波数f1103) (12)
Q値が高い振動体を定常駆動する時に、一旦振動が開始されると、振動が長く続く特徴がある。また、Q値が高いほど、任意の駆動電圧を印加してから該駆動電圧に対する振動振幅を得るまでに、より大きな遅れが生じる。
The Q value will be explained. As shown in FIG. 10, the vibration amplitude of the optical deflector 10 changes according to the change in frequency. The drive frequency at which the vibration amplitude is maximized is the resonance frequency f1102. Based on the steady drive frequencies f1103 and f1104 when the amplitude energy becomes the half value 1101 of the maximum value 1100, the Q value can be obtained from the following equation.
Q = resonance frequency f1102 / (frequency f1104−frequency f1103) (12)
When a vibration body having a high Q value is steadily driven, once vibration is started, the vibration continues for a long time. Also, the higher the Q value, the greater the delay between applying an arbitrary drive voltage and obtaining the vibration amplitude for that drive voltage.

同じ揺動体においてQ値が違う場合(例えば、温度によりQ値が変化する)の揺動体の駆動周波数−時間特性、振幅−時間特性を図11(a)に示す。Q1<Q2であり、各状態において、同じ掃引速度で駆動周波数を掃引している。Q1の振幅特性を曲線120で示し、Q2の振幅特性を曲線121で示す。図から分かる様に、最大振幅検出時間はそれぞれt122、t123となり、最大振幅検出時の駆動周波数はそれぞれf124、f125となる。Q値が高い時の方が、ピークを検出したときの駆動周波数が高いので、ピーク検出までの時間t123が長くなる。共振周波数はf126であり、第1の共振周波数ないし定常駆動周波数を求める時に用いる周波数差107は、Q1のときは(f125−f126)、Q2のときは(f124−f126)となる。 FIG. 11 (a) shows the drive frequency-time characteristics and amplitude-time characteristics of the oscillator when the Q values are different for the same oscillator (for example, the Q value varies with temperature). Q1 <Q2, and the drive frequency is swept at the same sweep speed in each state. The amplitude characteristic of Q1 is indicated by a curve 120, and the amplitude characteristic of Q2 is indicated by a curve 121. As can be seen from the figure, the maximum amplitude detection times are t122 and t123, respectively, and the drive frequencies at the time of maximum amplitude detection are f124 and f125, respectively. When the Q value is higher, the drive frequency when the peak is detected is higher, so the time t123 until the peak detection becomes longer. The resonance frequency is f126, and the frequency difference 107 used when obtaining the first resonance frequency or the steady drive frequency is (f125−f126) when Q1 and (f124−f126) when Q2.

以上から分かる様に、Q値が変化した時には周波数差107の変更が必要になる。Q値が高くなるにつれて周波数差107を大きくする必要がある。周波数差107が周波数比の場合は、Q値が高くなるにつれて、比の割合が大きくなる。こうした周波数差107または周波数比とQ値の関係は、予め実測して検量線などとして記憶しておいて、その都度、周波数差107または周波数比を変更すればよい。 As can be seen from the above, it is necessary to change the frequency difference 107 when the Q value changes. The frequency difference 107 needs to be increased as the Q value increases. When the frequency difference 107 is a frequency ratio, the ratio ratio increases as the Q value increases. Such a relationship between the frequency difference 107 or the frequency ratio and the Q value may be measured in advance and stored as a calibration curve, and the frequency difference 107 or the frequency ratio may be changed each time.

他方、光偏向器の駆動周波数掃引速度を変化させたときの駆動周波数−時間特性、振幅−時間特性を図11(b)に示す。掃引速度134のときの振幅特性を曲線131で示し、掃引速度135のときの振幅特性を曲線130で示す。掃引速度は134>135 である。掃引速度134の時の最大振幅検知時間はt133、駆動周波数はf136となる。掃引速度135のときの最大振幅検知時間はt132であり、駆動周波数はf137となる。掃引速度が速い方が、ピーク検出までの時間が長くなる。共振周波数はf138であり、周波数差107は、掃引速度134のときは(f136−f138)、掃引速度135のときは(f137−f138)となる。 On the other hand, FIG. 11B shows drive frequency-time characteristics and amplitude-time characteristics when the drive frequency sweep speed of the optical deflector is changed. The amplitude characteristic at the sweep speed 134 is indicated by a curve 131, and the amplitude characteristic at the sweep speed 135 is indicated by a curve 130. The sweep speed is 134> 135. The maximum amplitude detection time at the sweep speed 134 is t133, and the drive frequency is f136. The maximum amplitude detection time at the sweep speed 135 is t132, and the drive frequency is f137. The faster the sweep speed, the longer the time until peak detection. The resonance frequency is f138, and the frequency difference 107 is (f136−f138) when the sweep speed is 134, and (f137−f138) when the sweep speed is 135.

以上から分かる様に、駆動周波数を掃引する掃引速度を変更したときにも、周波数差107の変更が必要になる。掃引速度が速くなるにつれて、周波数差107を大きくする必要がある。周波数差107が周波数比の場合は、掃引速度が速くなるにつれて、比の割合が大きくなる。 As can be seen from the above, it is necessary to change the frequency difference 107 even when the sweep speed for sweeping the drive frequency is changed. As the sweep speed increases, the frequency difference 107 needs to be increased. When the frequency difference 107 is a frequency ratio, the ratio increases as the sweep speed increases.

周波数差107または周波数比とQ値及び掃引速度の両方と関係を、予め実測して検量線などとして記憶しておいて、そのときのQ値及び掃引速度に応じて、周波数差107または周波数比を変更することもできる。また、上記例では、共振周波数に対して低周波側に離れた掃引開始周波数から駆動周波数を掃引したが、共振周波数に対して高周波側に離れた掃引開始周波数から掃引してもよい。ただし、この場合は、上記例で言えば、最大振幅検出時の駆動周波数f124、f125、f136、f137と共振周波数f126、f138との大小関係はそれぞれ逆転することになるので、それに応じた演算により共振周波数を演算する必要がある。 The relationship between the frequency difference 107 or the frequency ratio and both the Q value and the sweep speed is measured in advance and stored as a calibration curve, etc., and the frequency difference 107 or the frequency ratio is determined according to the Q value and the sweep speed at that time. Can also be changed. In the above example, the drive frequency is swept from the sweep start frequency separated from the resonance frequency to the low frequency side, but may be swept from the sweep start frequency separated from the resonance frequency to the high frequency side. However, in this case, in the above example, the magnitude relationship between the drive frequencies f124, f125, f136, f137 and the resonance frequencies f126, f138 at the time of detecting the maximum amplitude is reversed, so that the calculation according to the calculation is performed accordingly. It is necessary to calculate the resonance frequency.

本実施例の技術を用いれば、比較的短時間で揺動体の共振周波数と看做し得る周波数(上記第1または第2の共振周波数)を見つけ出し、実使用における定常的な駆動周波数を設定することができる。こうして、揺動体装置の共振周波数を短時間で検知して、揺動体装置を用いたシステムの起動時間を短縮する技術を提供することができる。また、例えば、プリンタに応用した場合、プリント要求からプリント実行までに長時間待つ様な状況がなくなる。このため、常時揺動状態を維持する必要がなくなり、要求に応じて起動すればよいので、消費電力も少なくなる。 If the technique of the present embodiment is used, a frequency that can be regarded as the resonance frequency of the oscillator in a relatively short time (the above-described first or second resonance frequency) is found, and a steady driving frequency in actual use is set. be able to. Thus, it is possible to provide a technique for detecting the resonance frequency of the oscillator device in a short time and shortening the startup time of the system using the oscillator device. For example, when applied to a printer, there is no longer a situation where a user waits for a long time from a print request to print execution. For this reason, it is not necessary to maintain the rocking state at all times, and it is only necessary to start the system upon request, so that power consumption is reduced.

(実施例2)
図13は、本発明の揺動体装置を用いた光偏向装置を電子写真方式の画像形成装置などの光学機器に使用した実施例2の構成例を示すブロック図である。
(Example 2)
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of Example 2 in which an optical deflection apparatus using the oscillator device of the present invention is used in an optical apparatus such as an electrophotographic image forming apparatus.

実施例1では、図7に示す様に光偏向器の共振周波数を算出するまでに、掃引している駆動周波数はタイミングt81で共振周波数を通過している。しかし、図7(c)に破線で示す共振周波数を通過する際の検出時間変化率87が予め分かれば、上記変化率を検出した時に光偏向器の駆動周波数を掃引する動作を止めることにより、共振周波数を検知できる。そして、この周波数での定常駆動が可能になる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 7, until the resonance frequency of the optical deflector is calculated, the sweeping drive frequency passes the resonance frequency at timing t81. However, if the detection time change rate 87 when passing the resonance frequency shown by the broken line in FIG. 7 (c) is known in advance, by stopping the operation of sweeping the drive frequency of the optical deflector when the change rate is detected, Resonance frequency can be detected. Then, steady driving at this frequency becomes possible.

実施例1では、掃引時に振幅最大になる駆動周波数と共振周波数の差107または比のパラメータをコントローラ102内に記憶していた。実施例2では代わりに、図13に示す様に、掃引時に共振周波数を通過するときの検出時間変化率170をコントローラ102内に記憶している。その他の点は実施例1と同様である。 In the first embodiment, the parameter of the difference 107 or the ratio between the drive frequency and the resonance frequency at which the amplitude becomes maximum during the sweep is stored in the controller 102. Instead, in the second embodiment, as shown in FIG. 13, the detection time change rate 170 when the resonance frequency is passed during the sweep is stored in the controller 102. Other points are the same as in the first embodiment.

光偏向器制御部17の構成を示す図13とフローチャートの図16を用いて、実施例1と異なる実施例2の動作を説明する。 The operation of the second embodiment different from the first embodiment will be described with reference to FIG. 13 showing the configuration of the optical deflector control unit 17 and FIG. 16 of the flowchart.

まず初期設定については、実施例2では粗調整処理の工程の一部 (S212〜S215)が実施例1と異なる。ここでは、実施例1と同じ様に、駆動周波数掃引用の割り込みフラグを1に設定する(S211)。次に、コントローラ102は時間測定部18が持つ検出時間19の更新フラグを見る(S212)。更新フラグが1になるまで、繰り返し更新フラグの確認を続ける。 First, regarding the initial setting, the second embodiment differs from the first embodiment in a part of the coarse adjustment process (S212 to S215). Here, as in the first embodiment, the interrupt flag for sweeping the drive frequency is set to 1 (S211). Next, the controller 102 looks at the update flag of the detection time 19 that the time measurement unit 18 has (S212). Continue checking the update flag repeatedly until the update flag becomes 1.

更新フラグが1の場合は、前回測定検出時間100と検出時間19から検出時間変化率を算出する(S213)。そして、算出結果とコントローラ102が持つパラメータである検出時間変化率170とを比較する(S214)。比較した結果、算出結果とパラメータ検出時間変化率170が一致しない、または差が所定値以上である場合は、時間測定部18で持つ検出時間19をコントローラ102の検出時間100に記憶し、再び時間測定部18の更新フラグを見る(S212)。比較した結果、算出結果とパラメータ検出時間変化率170が一致、または差が所定値以下である場合は、駆動周波数掃引用の割り込みフラグを0に設定する(S216)。あとは実施例1と同様に微調整を行い(S217)、定常駆動周波数を決定する。 When the update flag is 1, the detection time change rate is calculated from the previous measurement detection time 100 and the detection time 19 (S213). Then, the calculation result is compared with the detection time change rate 170 which is a parameter of the controller 102 (S214). As a result of the comparison, if the calculated result and the parameter detection time change rate 170 do not match or the difference is equal to or greater than a predetermined value, the detection time 19 possessed by the time measurement unit 18 is stored in the detection time 100 of the controller 102, and the time again The update flag of the measurement unit 18 is viewed (S212). As a result of the comparison, if the calculation result and the parameter detection time change rate 170 match or the difference is equal to or smaller than a predetermined value, the driving frequency sweep interrupt flag is set to 0 (S216). Thereafter, fine adjustment is performed in the same manner as in the first embodiment (S217), and the steady drive frequency is determined.

例えば、コントローラ102が持つ正の所定値の検出時間変化率170が2.5×10-4であったとする。そして、1996Hzから高周波方向2.8[Hz/s]で掃引したとき、徐々に検出時間変化率が大きくなり、2000.2Hzになったときに算出した変化率が、検出時間変化率170の1%以内になったとする。そのとき、掃引を止めて、必要に応じて微調整を行う。定常駆動後は、実施例1と同じ様に印字処理を行う。 For example, it is assumed that the detection time change rate 170 of the positive predetermined value of the controller 102 is 2.5 × 10 −4 . When sweeping from 1996Hz in the high frequency direction 2.8 [Hz / s], the rate of change in detection time gradually increases, and the rate of change calculated at 2000.2Hz is within 1% of the rate of change in detection time 170. Suppose that At that time, the sweep is stopped and fine adjustment is performed as necessary. After steady driving, the printing process is performed in the same manner as in the first embodiment.

上記粗調整時の周波数などの時間変化を、図14に示す。(a)は駆動周波数−時間特性、(b)は揺動振幅−時間特性、(c)は検出時間−時間特性である。 FIG. 14 shows time changes such as the frequency during the coarse adjustment. (A) is a drive frequency-time characteristic, (b) is an oscillation amplitude-time characteristic, and (c) is a detection time-time characteristic.

光偏向器の振幅が光検出器設置角度θ1を越えるタイミングt180において、駆動周波数が光偏向器の共振周波数に一致する。このとき、検出時間変化率がパラメータ検出時間変化率170に一致するので、駆動周波数が共振周波数になったことを認識できる。 At timing t180 when the amplitude of the optical deflector exceeds the photodetector installation angle θ1, the drive frequency matches the resonance frequency of the optical deflector. At this time, since the detection time change rate matches the parameter detection time change rate 170, it can be recognized that the drive frequency has reached the resonance frequency.

検出時間変化率170の求め方を説明する。検出時間変化率170も、光偏向器のQ値及び駆動周波数の掃引速度によって変化する。その為、Q値と掃引速度の変化に応じて、検出時間変化率170を変更する必要がある。 A method for obtaining the detection time change rate 170 will be described. The detection time change rate 170 also changes depending on the Q value of the optical deflector and the sweep speed of the drive frequency. Therefore, it is necessary to change the detection time change rate 170 according to the change in the Q value and the sweep speed.

図15(a)に、光偏向器のQ値が変化したときの検出時間変化率170の特性(Q値−検出時間変化率特性)を示す。Q値が増加するに従い、検出時間変化率170が増加することを示している。同じ揺動体においてQ値が違う場合の揺動体の駆動周波数−時間特性、振幅−時間特性を示す図15(a)において、Q1<Q2 であり、各状態において、同じ掃引速度で駆動周波数を掃引している。Q1の振幅特性を曲線191で示し、Q2の振幅特性を曲線192で示す。共振周波数f190を通過するときの、振幅変化率すなわち検出時間変化率170は、Q1の光偏向器では直線193の傾き、Q2の光偏向器では直線194の傾きになる。この様に、Qが高くなるにつれて、共振周波数を通過するときの検出時間変化率170を大きくする必要がある。 FIG. 15A shows the characteristic of the detection time change rate 170 (Q value-detection time change rate characteristic) when the Q value of the optical deflector changes. It shows that the detection time change rate 170 increases as the Q value increases. In Fig. 15 (a), which shows the drive frequency-time characteristics and amplitude-time characteristics of the oscillators when the Q values are different for the same oscillator, Q1 <Q2, and the drive frequency is swept at the same sweep speed in each state. is doing. The amplitude characteristic of Q1 is indicated by a curve 191 and the amplitude characteristic of Q2 is indicated by a curve 192. The amplitude change rate, that is, the detection time change rate 170 when passing through the resonance frequency f190 has a slope of a straight line 193 for the Q1 optical deflector and a slope of a straight line 194 for the Q2 optical deflector. Thus, as the Q increases, it is necessary to increase the detection time change rate 170 when passing through the resonance frequency.

次に、掃引速度−検出時間変化率特性を説明する。図15(b)に、光偏向器の駆動周波数掃引速度を変化させたときの駆動周波数−時間特性、振幅−時間特性を示す。掃引速度205のときの振幅特性を曲線201で示し、掃引速度206のときの振幅特性を曲線202で示す。掃引速度は206>205である。遅い掃引速度205の時、共振周波数f200を通過する検出時間変化率は直線203の傾きとなる。速い掃引速度206の時、共振周波数f200を通過する検出時間変化率は直線204 の傾きとなる。掃引速度の速い方が、共振周波数を通過する際の振幅変化率が大きくなる。従って、掃引速度が速くなるにつれて、共振周波数を通過するときの検出時間変化率170を大きくする必要がある。 Next, the sweep speed-detection time change rate characteristic will be described. FIG. 15B shows drive frequency-time characteristics and amplitude-time characteristics when the drive frequency sweep speed of the optical deflector is changed. The amplitude characteristic at the sweep speed 205 is indicated by a curve 201, and the amplitude characteristic at the sweep speed 206 is indicated by a curve 202. The sweep speed is 206> 205. When the sweep speed 205 is slow, the change rate of the detection time passing through the resonance frequency f200 becomes the slope of the straight line 203. When the sweep speed 206 is high, the change rate of the detection time passing through the resonance frequency f200 is a slope of the straight line 204. The faster the sweep speed, the larger the amplitude change rate when passing through the resonance frequency. Therefore, as the sweep speed increases, it is necessary to increase the detection time change rate 170 when passing through the resonance frequency.

実施例2でも、共振周波数に対して低周波側に離れた掃引開始周波数から駆動周波数を掃引した。しかし、本実施例においても、共振周波数に対して高周波側に離れた掃引開始周波数から掃引することができる。 Also in Example 2, the drive frequency was swept from the sweep start frequency that was distant from the resonance frequency toward the low frequency side. However, also in this embodiment, it is possible to sweep from a sweep start frequency that is farther to the high frequency side than the resonance frequency.

本実施例の技術を用いても、比較的短時間で揺動体の共振周波数と看做し得る周波数(上記第1または第2の共振周波数)を見つけ出し、実使用における定常的な駆動周波数を設定することができる。 Even using the technology of this embodiment, a frequency that can be regarded as the resonance frequency of the oscillator in a relatively short time (the above-described first or second resonance frequency) is found, and a steady drive frequency in actual use is set. can do.

(実施例3)
動画視聴装置における描画装置ないし画像形成装置において本発明による光偏向装置を使用した実施例3を説明する。
(Example 3)
A third embodiment in which the light deflecting device according to the present invention is used in a drawing apparatus or an image forming apparatus in a moving image viewing apparatus will be described.

この実施例の構成は次の通りである。図17に示す様に、光偏向器153と、回転軸が光偏向器153の回転軸に垂直に設置された光偏向器158がある。光源150からの光を走査する構成は上記実施例と同じであり、光偏向器153に対しては、駆動部152、制御部151、光検出部154、155が設けられている。光偏向器158に対しては、駆動部157、制御部156、光検出部159、1510が設けられている。 The configuration of this embodiment is as follows. As shown in FIG. 17, there are an optical deflector 153 and an optical deflector 158 whose rotational axis is installed perpendicular to the rotational axis of the optical deflector 153. The configuration for scanning the light from the light source 150 is the same as that in the above embodiment, and for the optical deflector 153, a drive unit 152, a control unit 151, and light detection units 154 and 155 are provided. For the optical deflector 158, a drive unit 157, a control unit 156, and light detection units 159 and 1510 are provided.

光偏向器153と光偏向器158で偏向された走査光を図18に示す。光偏向器158の振幅は光検出部159、1510の検出時間から測定できる。光偏向器153の振幅は光検出部154、155の検出時間から測定できる。 The scanning light deflected by the optical deflector 153 and the optical deflector 158 is shown in FIG. The amplitude of the optical deflector 158 can be measured from the detection times of the light detection units 159 and 1510. The amplitude of the optical deflector 153 can be measured from the detection times of the light detection units 154 and 155.

まず光偏向器153は駆動させずに、上記実施例と同じ方法で光偏向器158の定常駆動周波数を決定する。次に、決定した定常駆動周波数で光偏向器158を駆動したまま、上記実施例と同じ方法で光偏向器153の定常駆動周波数を決定する。 First, without driving the optical deflector 153, the steady drive frequency of the optical deflector 158 is determined by the same method as in the above embodiment. Next, the steady drive frequency of the optical deflector 153 is determined by the same method as in the above embodiment while driving the optical deflector 158 at the determined steady drive frequency.

2つの光偏向器を定常的に駆動させることにより、スクリーン1511に動画像が投影される。尚、図18において、1610は走査領域を示す。本実施例によれば、光偏向器の共振周波数を短時間で検知して、本発明の光偏向装置を用いたシステムである画像描画装置の起動時間を短縮することができる。 A moving image is projected on the screen 1511 by constantly driving the two optical deflectors. In FIG. 18, reference numeral 1610 denotes a scanning area. According to the present embodiment, it is possible to detect the resonance frequency of the optical deflector in a short time, and to shorten the startup time of the image drawing apparatus which is a system using the optical deflection apparatus of the present invention.

図9の装置や実施例3の装置などの本発明の光学機器では、本発明の光偏向装置と、感光体ドラムやスクリーンなどの光照射対象物を有し、光偏向装置は、光ビーム発生手段からの光ビームを偏向し、光ビームの少なくとも一部を光照射対象物に入射させる。 The optical apparatus of the present invention such as the apparatus of FIG. 9 or the apparatus of Example 3 includes the light deflection apparatus of the present invention and a light irradiation object such as a photosensitive drum or a screen. The light deflection apparatus generates a light beam. The light beam from the means is deflected, and at least a part of the light beam is incident on the light irradiation object.

本発明の揺動体装置を用いた実施例1の光偏向装置を使用する光学機器の構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of an optical apparatus using an optical deflecting device according to a first embodiment using an oscillator device of the present invention. 図1の光偏向装置の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of the light deflection apparatus in FIG. 光偏向器の偏向角を説明する図。The figure explaining the deflection angle of an optical deflector. 走査光の偏向角の時間変化とその検出信号のタイミングを説明する図。The figure explaining the time change of the deflection angle of scanning light, and the timing of the detection signal. 駆動周波数変更手段のNCOを説明する図。The figure explaining NCO of a drive frequency change means. 掃引速度変更時の揺動体の揺動角を説明する図。The figure explaining the rocking | swiveling angle of the rocking | swiveling body at the time of sweep speed change. 駆動周波数掃引時の各特性を説明する図。The figure explaining each characteristic at the time of drive frequency sweep. 駆動周波数微調整工程を説明する図。The figure explaining a drive frequency fine adjustment process. 画像形成装置の例を説明する構成図。1 is a configuration diagram illustrating an example of an image forming apparatus. 共振型光偏向器の定常駆動周波数−振幅特性を説明する図。The figure explaining the steady drive frequency-amplitude characteristic of a resonance type optical deflector. 共振周波数と最大振幅検出周波数のQ値特性、及び共振周波数と最大振幅検出周波数の掃引速度特性を説明する図。The figure explaining the Q value characteristic of the resonance frequency and the maximum amplitude detection frequency, and the sweep speed characteristic of the resonance frequency and the maximum amplitude detection frequency. 実施例1のフローチャートを示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a flowchart of the first embodiment. 本発明の揺動体装置を用いた実施例2の光偏向装置を使用する光学機器の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an optical apparatus that uses the optical deflecting device of Example 2 using the oscillator device of the present invention. 実施例2における共振周波数決定までの各特性を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining each characteristic until a resonance frequency is determined in the second embodiment. Q値と共振周波数通過時の検出時間変化率の特性、及び掃引速度と共振周波数通過時の検出時間変化率の特性を説明する図。The figure explaining the characteristic of the detection time change rate at the time of Q value and resonance frequency passage, and the sweep speed and the detection time change rate at the time of resonance frequency passage. 実施例2のフローチャートを示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a flowchart of the second embodiment. 本発明の揺動体装置を用いた実施例3の画像描画装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an image drawing device of Example 3 using the oscillator device of the present invention. 実施例3の走査光を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating scanning light according to the third embodiment. 本発明の揺動体装置の基本構成を説明する図。The figure explaining the basic composition of the oscillator device of the present invention. 従来例を説明する構成図。The block diagram explaining a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

10、153、158、1000 光偏向装置(光偏向器)
12、152、157、1920 駆動手段(駆動部)
13、150、1931 光ビーム発生手段(光源)
15、16、154、155、1510、1511、1940、1970 検出手段(受光素子、光検出部、ピエゾ抵抗体)
17、151、156、1950 制御手段(制御部)
20 ミラー
23、1901、1902、1903 揺動体
108 駆動周波数変更手段(波形発生部)
1002、1511 光照射対象物(感光体ドラム、スクリーン)
10, 153, 158, 1000 Optical deflection device (optical deflector)
12, 152, 157, 1920 Drive means (drive part)
13, 150, 1931 Light beam generation means (light source)
15, 16, 154, 155, 1510, 1511, 1940, 1970 Detection means (light receiving element, light detection unit, piezoresistor)
17, 151, 156, 1950 Control means (control unit)
20 mirror
23, 1901, 1902, 1903 Oscillator
108 Drive frequency change means (waveform generator)
1002, 1511 Light irradiation object (photosensitive drum, screen)

Claims (10)

共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、
前記揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、
前記揺動体を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に印加される駆動信号の駆動周波数を変更するための駆動周波数変更手段を含む制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記駆動周波数変更手段に、前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で前記駆動周波数を掃引させ、
前記駆動周波数の掃引において前記検出手段が出力する情報に基づく揺動量がピークになったときの駆動周波数を検出して、前記ピークになったときの駆動周波数より前記掃引開始周波数に近い周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する、
ことを特徴とする揺動体装置。
At least one oscillatingly supported oscillator having a resonant frequency;
Detecting means for detecting information related to the swing amount of the swing body;
Drive means for driving the oscillator;
Control means including drive frequency changing means for changing the drive frequency of the drive signal applied to the drive means;
Have
The control means includes
The drive frequency changing means sweeps the drive frequency at a predetermined time change rate in a direction from the sweep start frequency away from the resonance frequency toward the resonance frequency,
In the sweep of the drive frequency, the drive frequency when the fluctuation amount based on the information output by the detection means reaches a peak is detected, and a frequency closer to the sweep start frequency than the drive frequency at the peak is determined. Determining the resonance frequency as a resonance frequency of 1 in a preliminary or final manner,
An oscillator device characterized by the above.
共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、
前記揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、
前記揺動体を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段に印加される駆動信号の駆動周波数を変更するための駆動周波数変更手段を含む制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記駆動周波数変更手段に、前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で前記駆動周波数を掃引させ、
前記駆動周波数の掃引において前記検出手段が出力する情報に基づく揺動量の変化率が0より大きい正の所定値になったときの駆動周波数を検出して、前記変化率が所定値になったときの駆動周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する、
ことを特徴とする揺動体装置。
At least one oscillatingly supported oscillator having a resonant frequency;
Detecting means for detecting information related to the swing amount of the swing body;
Drive means for driving the oscillator;
Control means including drive frequency changing means for changing the drive frequency of the drive signal applied to the drive means;
Have
The control means includes
The drive frequency changing means sweeps the drive frequency at a predetermined time change rate in a direction from the sweep start frequency away from the resonance frequency toward the resonance frequency,
When the change rate of the fluctuation amount based on the information output by the detection means in the sweep of the drive frequency becomes a predetermined positive value greater than 0, and the change rate becomes the predetermined value The drive frequency of the first resonance frequency, the resonance frequency is determined preliminary or finally,
An oscillator device characterized by the above.
前記所定値は、前記揺動体の共振尖鋭度と前記時間変化率の少なくとも一方に応じて設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の揺動体装置。 3. The oscillator device according to claim 1, wherein the predetermined value is set according to at least one of a resonance sharpness of the oscillator and the time change rate. 前記制御手段は、
前記第1の共振周波数と、前記第1の共振周波数の前後に前記駆動周波数変更手段の周波数最小可変精度分だけ異なる駆動周波数とで、前記駆動手段に揺動体を駆動させ、
これら複数の周波数において前記検出手段が出力する情報に基づく揺動量が最大の周波数を第2の共振周波数として、前記共振周波数を最終的に決定する、
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。
The control means includes
With the first resonance frequency and the drive frequency different by the frequency minimum variable accuracy of the drive frequency changing means before and after the first resonance frequency, the drive means drives the oscillator.
The resonance frequency is finally determined by setting the frequency with the maximum fluctuation amount based on information output from the detection means at the plurality of frequencies as the second resonance frequency,
4. The oscillator device according to claim 1, wherein the oscillator device is provided.
前記共振周波数近傍において揺動体の定常駆動を行う共振型揺動体装置であって、
前記制御手段は、前記第1の共振周波数または第2の共振周波数に前記定常駆動の周波数を設定する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の揺動体装置。
A resonance type oscillator device for steady driving of an oscillator in the vicinity of the resonance frequency,
The control means sets the steady drive frequency to the first resonance frequency or the second resonance frequency.
5. The oscillator device according to claim 1, wherein the oscillator device is provided.
請求項1乃至5のいずれかに記載の揺動体装置と、光ビームを発生する光ビーム発生手段と、を有し、
前記揺動体はミラーを持ち、前記光ビーム発生手段の発生する光ビームを前記ミラーで反射・偏向し、
前記検出手段は、前記偏向された光ビームを所定の偏向角の位置で検出する様に配置された光検出手段を含み、
前記制御手段は、前記光検出手段の光ビーム検出時間の間隔に基づいて前記揺動体の揺動量または揺動量の変化率を検出する、
ことを特徴とする光偏向装置。
The oscillator device according to any one of claims 1 to 5, and a light beam generating means for generating a light beam,
The oscillating body has a mirror, and the light beam generated by the light beam generating means is reflected and deflected by the mirror,
The detecting means includes light detecting means arranged to detect the deflected light beam at a position of a predetermined deflection angle;
The control means detects a swing amount of the swing body or a change rate of the swing amount based on an interval of a light beam detection time of the light detection means;
An optical deflector characterized by that.
請求項6に記載の光偏向装置と、光照射対象物と、を有し、
前記光偏向装置は、前記光ビーム発生手段からの光ビームを偏向し、該光ビームの少なくとも一部を前記光照射対象物に入射させる、
ことを特徴とする光学機器。
The light deflection apparatus according to claim 6, and a light irradiation object,
The light deflecting device deflects the light beam from the light beam generating means, and causes at least a part of the light beam to enter the light irradiation object.
An optical apparatus characterized by that.
共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、前記揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、前記揺動体を駆動する駆動手段とを有する揺動体装置において共振周波数を検知する方法であって、
前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で前記駆動周波数を掃引する工程と、
前記駆動周波数の掃引において前記検出手段が出力する情報に基づく揺動量がピークになったときの駆動周波数を検出する工程と、
前記ピークになったときの駆動周波数より前記掃引開始周波数に近い周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする共振周波数検知方法。
Resonance in an oscillating body device having at least one oscillating body having a resonance frequency and supported so as to be able to oscillate, detecting means for detecting information related to an oscillating amount of the oscillating body, and driving means for driving the oscillating body. A method for detecting a frequency,
Sweeping the drive frequency at a predetermined rate of time change in a direction from the sweep start frequency away from the resonance frequency toward the resonance frequency;
Detecting the drive frequency when the fluctuation amount based on the information output by the detection means in the sweep of the drive frequency reaches a peak;
The frequency that is closer to the sweep start frequency than the driving frequency at the time of the peak as a first resonance frequency, the resonance frequency is determined preliminary or finally,
including,
A resonance frequency detection method characterized by the above.
共振周波数を持つ少なくとも1つの揺動可能に支持された揺動体と、前記揺動体の揺動量に係る情報を検出する検出手段と、前記揺動体を駆動する駆動手段とを有する揺動体装置において共振周波数を検知する方法であって、
前記共振周波数と離れた掃引開始周波数から、前記共振周波数に向かう方向に、所定の時間変化率で前記駆動周波数を掃引する工程と、
前記駆動周波数の掃引において前記検出手段が出力する情報に基づく揺動量の変化率が0より大きい正の所定値になったときの駆動周波数を検出する工程と、
前記変化率が所定値になったときの駆動周波数を第1の共振周波数として、前記共振周波数を予備的または最終的に決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする共振周波数検知方法。
Resonance in an oscillating body device having at least one oscillating body having a resonance frequency and supported so as to be able to oscillate, detecting means for detecting information related to an oscillating amount of the oscillating body, and driving means for driving the oscillating body. A method for detecting a frequency,
Sweeping the drive frequency at a predetermined rate of time change in a direction from the sweep start frequency away from the resonance frequency toward the resonance frequency;
Detecting the drive frequency when the change rate of the swing amount based on the information output by the detection means in the sweep of the drive frequency becomes a predetermined positive value greater than 0;
The drive frequency when the rate of change has become a predetermined value as a first resonance frequency, the resonance frequency is determined preliminary or finally,
including,
A resonance frequency detection method characterized by the above.
前記第1の共振周波数と、前記第1の共振周波数の前後に周波数最小可変精度分だけ異なる駆動周波数とで、前記駆動手段に揺動体を駆動させる工程と、
これら複数の周波数において前記検出手段が出力する情報に基づく揺動量が最大の周波数を第2の共振周波数として、前記共振周波数を最終的に決定する工程と、
を含む、
ことを特徴とする請求項8または9に記載の共振周波数検知方法。
Driving the oscillating body to the driving means at the first resonance frequency and a drive frequency that differs by a frequency minimum variable accuracy before and after the first resonance frequency;
A step of finally determining the resonance frequency with a frequency having the maximum fluctuation amount based on information output from the detection means at the plurality of frequencies as a second resonance frequency;
including,
10. The resonance frequency detection method according to claim 8 or 9, wherein:
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011013277A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Brother Industries Ltd Optical scanner, image display apparatus having optical scanner and driving method of optical scanner
JP2011017885A (en) * 2009-07-09 2011-01-27 Brother Industries Ltd Optical scanner, image display using the same, method and program for driving and controlling optical scanner
JP2012531589A (en) * 2009-06-23 2012-12-10 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Identification of resonance parameters of mechanical oscillators
JP2013205818A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Stanley Electric Co Ltd Light deflector
JP2019015933A (en) * 2017-07-10 2019-01-31 純 鈴木 Driving device
JP2019015934A (en) * 2017-07-10 2019-01-31 純 鈴木 Driving device
JP2021162740A (en) * 2020-04-01 2021-10-11 日本電産サンキョー株式会社 Measurement system and measurement method
CN116499577A (en) * 2023-05-10 2023-07-28 重庆邮电大学 A method for identifying the resonance frequency of an electromagnetically driven high-frequency fatigue testing machine

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012531589A (en) * 2009-06-23 2012-12-10 エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー Identification of resonance parameters of mechanical oscillators
JP2011013277A (en) * 2009-06-30 2011-01-20 Brother Industries Ltd Optical scanner, image display apparatus having optical scanner and driving method of optical scanner
JP2011017885A (en) * 2009-07-09 2011-01-27 Brother Industries Ltd Optical scanner, image display using the same, method and program for driving and controlling optical scanner
JP2013205818A (en) * 2012-03-29 2013-10-07 Stanley Electric Co Ltd Light deflector
JP2019015933A (en) * 2017-07-10 2019-01-31 純 鈴木 Driving device
JP2019015934A (en) * 2017-07-10 2019-01-31 純 鈴木 Driving device
JP2021162740A (en) * 2020-04-01 2021-10-11 日本電産サンキョー株式会社 Measurement system and measurement method
CN116499577A (en) * 2023-05-10 2023-07-28 重庆邮电大学 A method for identifying the resonance frequency of an electromagnetically driven high-frequency fatigue testing machine

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