JPS63261319A - Mirror vibration type optical deflector - Google Patents
Mirror vibration type optical deflectorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はミラー振動型光偏向器に関し、一層詳細には、
偏向ミラーを高速で振動させ光ビームを走査させるミラ
ー振動型光偏向器において、前記偏向ミラーをヤング率
に対する密度の比率が小さいセラミックスから形成する
ことにより当該偏向ミラーの反射面の動歪を可及的ζこ
減少させることの出来るミラー振動型光偏向器に関する
。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a mirror vibration type optical deflector, and more specifically,
In a mirror vibrating optical deflector that scans a light beam by vibrating a deflection mirror at high speed, dynamic distortion of the reflecting surface of the deflection mirror can be made possible by forming the deflection mirror from ceramics having a small ratio of density to Young's modulus. This invention relates to a mirror vibrating optical deflector that can reduce the target.
［発明の背景］
例えば、印刷、製版の分野において作業工程の合理化、
画像品質の向上等を目的として原稿に担持された画像情
報を電気的に処理しフィルム原版を作成する画像走査記
録再生システムが広汎に用いられている。[Background of the invention] For example, in the fields of printing and plate making, rationalization of work processes,
2. Description of the Related Art Image scanning, recording and reproducing systems that electrically process image information carried on a document to create a film original are widely used for the purpose of improving image quality.
この画像走査記録再生システムは画像読取装置と画像記
録装置とから基本的に構成されている。すなわち、画像
読取装置では画像読取部において副走査搬送される原稿
の画像情報がレーザ光あるいは光電変換素子等によって
主走査され電気信号に変換される。次に、前記画像読取
装置で光電変換された画像情報は画像記録装置において
製版条件に応した階調補正、輪郭強調等の演算処理が施
された後、光信号に変換されフィルム等の怒光材料から
なる記録担体上に記録再生される。なお、この記録担体
は所定の現像装置によって現像処理されフィルム原版と
して印刷等に供されることになる。This image scanning recording/reproducing system basically consists of an image reading device and an image recording device. That is, in an image reading device, image information of a document that is conveyed in a sub-scanning direction in an image reading section is main-scanned by a laser beam, a photoelectric conversion element, or the like, and converted into an electrical signal. Next, the image information photoelectrically converted by the image reading device is subjected to arithmetic processing such as gradation correction and edge enhancement in accordance with the plate-making conditions in the image recording device, and then converted to an optical signal, Recording and reproduction are performed on a record carrier made of material. Note that this recording carrier is developed by a predetermined developing device and used as a film original for printing or the like.
ここで、前記画像走査記録再生システムでは、原稿ある
いは記録担体等の被走査体に対して光ビームを走査させ
るためミラー振動型光偏向器を用いている。この場合、
当該光偏向器は高速で振動する偏向ミラーを有しており
、前記光ビームはこの偏向ミラーによって反射され被走
査体上を主走査する。Here, in the image scanning recording/reproducing system, a mirror vibrating optical deflector is used to scan a light beam on an object to be scanned, such as a document or a record carrier. in this case,
The optical deflector has a deflection mirror that vibrates at high speed, and the light beam is reflected by the deflection mirror and main-scans the object to be scanned.
ところで、当該システムにおいては、画像情報の処理速
度を向上させるため被走査体に対して光ビームを出来る
だけ高速で走査することが望ましい。そこで、この高速
走査を達成し得る光偏向器として、仮ばねにより弾性的
に支持した偏向ミラーを前記板ばねと偏向ミラーとの共
振を利用して高速振動させる共振型光偏向器がある。そ
の要部構成を第１図ａおよびｂに示す。By the way, in this system, it is desirable to scan the object to be scanned with the light beam as fast as possible in order to improve the processing speed of image information. Therefore, as an optical deflector that can achieve this high-speed scanning, there is a resonant optical deflector that vibrates a deflection mirror elastically supported by a temporary spring at high speed by utilizing resonance between the plate spring and the deflection mirror. The main structure is shown in FIGS. 1a and 1b.
すなわち、この共振型光偏向器はアルミ合金等を用いて
軸体２と一体的に構成される偏向ミラー４をその主要部
材とし、前記軸体２はその両端部側が図示しないフレー
ムに対して板ばね６ａ 、６ｂおよび８ａ、８ｂにより
弾性的に支持されている。偏向ミラー４の背面部１０に
は軸体２の長手方向と直交する方向に延在する複数の補
強リブ１２ａ乃至１２ｊが設けられる。この場合、偏向
ミラー４は板ばね６ａ、６ｂおよび８ａ 、８ｂの弾性
率に基づく所定の共振振動数で軸体２を中心として矢印
Ａ方向に高速で振動しており、前記偏向ミラー４の反射
面１４に入射した光ビームＬは矢印Ｂ方向に偏向走査さ
れる。That is, the main component of this resonant optical deflector is a deflection mirror 4 that is made of aluminum alloy or the like and is integrally formed with a shaft 2, and the shaft 2 has both end sides plated against a frame (not shown). It is elastically supported by springs 6a, 6b and 8a, 8b. A plurality of reinforcing ribs 12a to 12j extending in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the shaft body 2 are provided on the back surface portion 10 of the deflection mirror 4. In this case, the deflection mirror 4 is vibrating at high speed in the direction of arrow A around the shaft body 2 at a predetermined resonance frequency based on the elastic modulus of the plate springs 6a, 6b and 8a, 8b, and the deflection mirror 4 is The light beam L incident on the surface 14 is deflected and scanned in the direction of arrow B.
ところで、このように構成された共振型光偏向器では偏
向ミラー４が高速で振動しているため、慣性力によって
その反戦面１４に動歪が発生する。例えば、アルミ合金
からなる偏向ミラー４を高速振動させた場合、第２図す
に示すように、反射面１４の側縁部において最大３２０
ｎｍの動歪が検出されている。ここで、第２図ａにおけ
る実線は光ビームＬの入射方向に対して湾曲する反射面
１４の等歪線を示し、破線は前記光ビームＬの入射方向
と反対方向に対して湾曲する反射面１４の等歪線を示す
。従って、偏向ミラー４の反射面１４は、第２図すに示
すように、慣性力により略Ｓ字状に湾曲される。By the way, in the resonant optical deflector configured as described above, since the deflection mirror 4 vibrates at high speed, dynamic strain occurs on the anti-war surface 14 due to inertial force. For example, when the deflection mirror 4 made of an aluminum alloy is vibrated at high speed, the side edge of the reflective surface 14 has a maximum of 320
Dynamic strain of nm is detected. Here, the solid lines in FIG. 2a indicate the isostriction lines of the reflective surface 14 that curves with respect to the incident direction of the light beam L, and the broken lines indicate the reflective surfaces that curve in the opposite direction to the incident direction of the light beam L. 14 iso-strain lines are shown. Therefore, the reflective surface 14 of the deflection mirror 4 is curved into a substantially S-shape due to the inertial force, as shown in FIG.
そこで、偏向ミラー４の反射面１４に円形断面を有する
光ビームＬが入射した場合、偏向ミラー４は前記光ビー
ムＬに対して偏向しているため、反射面１４上に形成さ
れるビーム形状は走査方向（矢印Ｂ方向）に長尺な楕円
ビーム１６となる。この場合、前記楕円ビーム１６の長
軸長は入射する光ビームＬに対する偏向ミラー４の偏向
角が最大となる時に最も長くなる。一方、反射面１４の
動歪量は偏向ミラー４の偏向角が最大となる時に最大と
なる。従って、反射面１４によって反射され被走査体上
に照射される光ビームＬは前記被走査体の主走査方向両
端部側に近づくにつれ反射面１４の動歪の影響を大きく
受けることになる。また、第１図ａおよびｂのように構
成された共振型光偏向器では、反射面Ｉ４に生じる動歪
の等歪線が、第２図ａに示すように、前記反射面１４の
中央部に指向して湾曲しているため、その影響は一層大
きなものとなる。この結果、被走査体に対して光ビーム
Ｌが正確に集光されず、反射面１４の湾曲による収差の
影響で主走査方向および副走査方向の集光ぼけが生じる
。Therefore, when a light beam L having a circular cross section is incident on the reflection surface 14 of the deflection mirror 4, since the deflection mirror 4 is deflecting the light beam L, the beam shape formed on the reflection surface 14 is An elliptical beam 16 is formed which is elongated in the scanning direction (direction of arrow B). In this case, the major axis length of the elliptical beam 16 becomes the longest when the deflection angle of the deflection mirror 4 with respect to the incident light beam L becomes maximum. On the other hand, the amount of dynamic strain on the reflective surface 14 is maximum when the deflection angle of the deflection mirror 4 is maximum. Therefore, the light beam L that is reflected by the reflecting surface 14 and irradiated onto the object to be scanned is greatly influenced by the dynamic strain of the reflecting surface 14 as it approaches both ends of the object to be scanned in the main scanning direction. In addition, in the resonant optical deflector configured as shown in FIGS. 1a and 1b, the equal strain line of the dynamic strain occurring on the reflective surface I4 is at the center of the reflective surface 14, as shown in FIG. 2a. Since it is curved toward the direction, the effect is even greater. As a result, the light beam L is not accurately focused on the object to be scanned, and the focus is blurred in the main scanning direction and the sub-scanning direction due to the influence of aberration due to the curvature of the reflective surface 14.
また、反射面１４の中心に光ビームＬ、が正確に入射さ
れない場合、非点収差の影響で主走査方向および副走査
方向の焦点位置にずれが生じ、特に、主走査方向両側部
側において画像品質が著しく低下する不都合が指摘され
ている。Furthermore, if the light beam L is not accurately incident on the center of the reflective surface 14, the focus position in the main scanning direction and the sub-scanning direction will shift due to the influence of astigmatism, and the image will be distorted especially on both sides in the main scanning direction. It has been pointed out that the quality deteriorates significantly.
［発明の目的］
本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、偏向ミラーを高速振動させることで光ビームを
被走査体に対して走査させるミラー振動型光偏向器にお
いて、前記偏向ミラーをヤング率に対する密度の比率が
小さいセラミノクスから形成することにより、反射面の
動歪を残少させ光ビームを被走査体に対して正確に集光
することの出来るミラー振動型光偏向器を提供すること
を目的°とする。[Object of the Invention] The present invention has been made to overcome the above-mentioned disadvantages, and provides a mirror-vibrating optical deflector that scans a light beam with respect to an object to be scanned by vibrating a deflection mirror at high speed. By forming the deflection mirror from ceraminox having a small ratio of density to Young's modulus, a mirror vibration type optical deflection device can minimize dynamic distortion of the reflecting surface and accurately focus the light beam on the object to be scanned. The purpose is to provide equipment.
［目的を達成するための手段］
前記の目的を達成するために、本発明は偏向ミラーを振
動させることで光ビームを被走査体に対して走査させる
ミラー振動型光偏向器において、前記偏向ミラーをヤン
グ率に対する密度の比率が小さいセラミックスから形成
することを特徴とする。[Means for Achieving the Object] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a mirror-vibrating optical deflector that scans a light beam on a scanned object by vibrating a deflecting mirror. It is characterized by being formed from ceramics having a small ratio of density to Young's modulus.
［実施態様］
次に、本発明に係るミラー振動型光偏向器について好適
な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。[Embodiments] Next, preferred embodiments of the mirror vibrating optical deflector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第３図において、参照符号２０は本実施態様に係るミラ
ー振動型光偏向器が適用される画像記録装置の本体部を
示し、この本体部２０は記録用レーザ光Ｌ１を出力する
記録用レーザダイオード２２と同期用レーザ光Ｌ２を出
力する同ｊｔＪｌ用レーザダイオード２４とを含む。こ
の場合、記録用レーザダイオード２２は出力制御回路２
６によって駆動制御され、同期用レーザダイオード２４
は駆動回路２８によって駆動される。In FIG. 3, reference numeral 20 indicates a main body of an image recording apparatus to which the mirror vibration type optical deflector according to the present embodiment is applied, and this main body 20 is a recording laser diode that outputs a recording laser beam L1. 22 and a jtJl laser diode 24 that outputs a synchronizing laser beam L2. In this case, the recording laser diode 22 is connected to the output control circuit 2.
6, and a synchronizing laser diode 24
is driven by a drive circuit 28.
記録用レーザダイオード２２から出力される記録用レー
ザ光り、はコリメータ３０によって平行光束とされた後
、振動する共振型光偏向器３２の偏向ミラー３４によっ
て偏向されｆθレンズ等の走査レンズ３６を介して回転
するドラム３８上を矢印Ｃ方向に主走査する。なお、こ
のドラム３８には矢印り方向に副走査音送されるフィル
ムＦが一対のニップローラ４０ａ、４０ｂに挟持された
状態で摺接する。The recording laser beam output from the recording laser diode 22 is made into a parallel beam by a collimator 30, then deflected by a deflection mirror 34 of a vibrating resonant optical deflector 32, and then passed through a scanning lens 36 such as an fθ lens. Main scanning is performed on the rotating drum 38 in the direction of arrow C. The film F, which is sub-scanned and fed in the direction of the arrow, slides onto the drum 38 while being held between a pair of nip rollers 40a and 40b.
一方、同期用レーザダイオード２４から出力される同期
用レーザ光Ｌ２はコリメーク４２によって平行光束とさ
れた後、共振型光偏向器３２の偏向ミラー３４によって
偏向され走査レンズ３６を介してグリッド４４上を矢印
Ｃ方向に主走査する。On the other hand, the synchronizing laser beam L2 output from the synchronizing laser diode 24 is made into a parallel beam by the collimator 42, and then deflected by the deflection mirror 34 of the resonant optical deflector 32, and passes through the scanning lens 36 onto the grid 44. Main scanning is performed in the direction of arrow C.
この場合、グリッド４４には主走査方向（矢印Ｃ方向）
に沿ってスリット４６が等間隔で配列され、また、グリ
ッド４４の背面部には集光ロッド４８が配設されている
。さらに、前記集光ロッド４８の両端部には光検出器５
０ａおよび５０ｂが配設され、これらの光検出器５０ａ
、５０ｂからの出力信号は出力制御回路２６に供給され
る。In this case, the grid 44 has a main scanning direction (arrow C direction).
Slits 46 are arranged at regular intervals along the grid 44, and a condensing rod 48 is arranged on the back side of the grid 44. Further, a photodetector 5 is provided at both ends of the condensing rod 48.
0a and 50b are arranged, and these photodetectors 50a
, 50b are supplied to the output control circuit 26.
ここで、本実施態様に係るミラー振動型光偏向器である
共振型光偏向器３２は第４図に示すように構成される。Here, the resonant optical deflector 32, which is a mirror vibration type optical deflector according to this embodiment, is configured as shown in FIG.
すなわち、共振型光偏向器３２はフレーム５２によって
支持される軸体５４と、軸体５４と一体的に形成される
偏向ミラー３４と、前記軸体５４の上端部に固着される
マグネット５６と、フレーム５２に固定され前記マグネ
ット５６を囲繞するようにして配置される駆動コイル５
８と、軸体５４の下端部に固着されるバランサとしての
ウェイト６０とを含む。That is, the resonant optical deflector 32 includes a shaft 54 supported by a frame 52, a deflection mirror 34 formed integrally with the shaft 54, and a magnet 56 fixed to the upper end of the shaft 54. A drive coil 5 is fixed to the frame 52 and arranged to surround the magnet 56.
8 and a weight 60 as a balancer fixed to the lower end of the shaft body 54.
軸体５４は、第５図ａに示すように、断面略半月状に構
成され、その上端部側両側部および下端部側両側部には
取付部６４および６６が夫々突出形成される（第５図す
参照）。そして、これらの取付部６４および６６には所
定の弾性率を有する板ばね６８ａ、６８ｂおよび７Ｑａ
、７０ｂの各一端部が固着される。なお、板ばね６８ａ
、６８ｂおよび７０ａ、７０ｂの各他端部はフレーム５
２に固着される。従って、軸体５４は前記板ばね６８ａ
、６８ｂおよび７０ａ、７０ｂを介してフレーム５２に
支持されることになる。As shown in FIG. 5a, the shaft body 54 has a substantially half-moon cross section, and mounting portions 64 and 66 are formed protruding from both sides of the upper end and both sides of the lower end, respectively. (see figure). These mounting portions 64 and 66 are provided with leaf springs 68a, 68b and 7Qa having a predetermined elastic modulus.
, 70b are fixed at one end. Note that the leaf spring 68a
, 68b and 70a, 70b are connected to the frame 5.
Fixed to 2. Therefore, the shaft body 54 is connected to the leaf spring 68a.
, 68b and 70a, 70b.
軸体５４の中央部には、偏向ミラー３４が一体的に形成
される。この偏向ミラー３４は楕円形状を呈し、その背
面部６２には略三角形状の補強部材７２ａ乃至７２ｆが
一体的に設けられる。この場合、補強部材７２ｂおよび
７２ｅは背面部６２の中央部から偏向ミラー３４の側縁
部に指向して軸体５４と直交する方向に延在する。また
、前記補強部材７２１）および７２ｅに並設される補強
部材７２ａ、７２Ｃおよび７２ｄ、７２ｆは軸体５４か
ら偏向ミラー３４の前記側縁部に指向して補強部材７２
ｂおよび７２ｅに徐々に近接するように設定される（第
５図Ｃ参照）。さらに、これらの補強部材７２ａ乃至７
２ｆは偏向ミラー３４の反射面７４側に対して徐々にそ
の幅員が狭小となるように設定される（第５図ａ参照）
。なお、軸体５４、偏向ミラー３４および補強部材７２
ａ乃至７２ｆはアルミナセラミックスにより一体的に形
成し、反射面７４を鏡面仕上げしておくものとする。A deflection mirror 34 is integrally formed in the center of the shaft body 54 . The deflection mirror 34 has an elliptical shape, and substantially triangular reinforcing members 72a to 72f are integrally provided on the back surface 62 of the deflection mirror 34. In this case, the reinforcing members 72b and 72e extend in a direction perpendicular to the shaft 54 from the center of the back surface 62 toward the side edge of the deflection mirror 34. Furthermore, the reinforcing members 72a, 72C, 72d, and 72f arranged in parallel with the reinforcing members 721) and 72e are directed from the shaft body 54 toward the side edge of the deflection mirror 34,
b and 72e (see FIG. 5C). Furthermore, these reinforcing members 72a to 7
2f is set so that its width gradually becomes narrower toward the reflective surface 74 side of the deflection mirror 34 (see FIG. 5a).
. Note that the shaft body 54, the deflection mirror 34, and the reinforcing member 72
A to 72f are integrally formed of alumina ceramics, and the reflective surface 74 is mirror-finished.
本実施態様に係る画像記録装置は基本的には以上のよう
に構成されるものであり、次にその作用並びに効果につ
いて説明する。The image recording apparatus according to this embodiment is basically constructed as described above, and its operation and effects will be explained next.
そこで、駆動回路２８の作用下に同期用レーザダイオー
ド２４が駆動され同期用レーザ光Ｌ２が出力される。こ
の同期用レーザ光Ｌ２はコリメータ４２によって平行光
束とされ、共振型光偏向器３２に入射する。この場合、
共振型光偏向器３２は駆動コイル５８に供給される交番
電流に基づいてマグネット５８および軸体５４を回動さ
せ、偏向ミラー３４を矢印方向に高速振動させている（
第４図参照）。従って、前記同期用レーザ光Ｌ２は偏向
ミラー３４の反射面７４によって偏向され、走査レンズ
３６を介してグリッド４４上を矢印Ｃ方向に主走査する
。ここで、グリッド４４には主走査方向に対してスリッ
ト４６が配列されており、このスリット４６を透過した
同期用レーザ光Ｌ２はパルス信号として集光ロッド４８
を介して光検出器５０ａ、５０ｂに導かれる。次いで、
前記パルス信号は光電変換され出力制御回路２６におい
て所定ピッチの同期信号が生成される。Therefore, the synchronization laser diode 24 is driven under the action of the drive circuit 28, and the synchronization laser light L2 is output. This synchronizing laser beam L2 is made into a parallel beam by a collimator 42, and enters the resonant optical deflector 32. in this case,
The resonant optical deflector 32 rotates the magnet 58 and shaft body 54 based on the alternating current supplied to the drive coil 58, and vibrates the deflection mirror 34 at high speed in the direction of the arrow (
(See Figure 4). Therefore, the synchronizing laser beam L2 is deflected by the reflective surface 74 of the deflection mirror 34, and main-scans the grid 44 in the direction of arrow C via the scanning lens 36. Here, slits 46 are arranged in the grid 44 in the main scanning direction, and the synchronizing laser beam L2 transmitted through the slits 46 is sent to the focusing rod 48 as a pulse signal.
The light is guided to photodetectors 50a and 50b via. Then,
The pulse signal is photoelectrically converted and a synchronization signal with a predetermined pitch is generated in the output control circuit 26.
一方、出力制御回路２６は画像情報を画像信号に変換し
、前記同期信号に基づいて記録用レーザダイオード２２
を駆動する。記録用レーザダイオード２２は記録用レー
ザ光り、を出力し、この記録用レーザ光Ｌ１はコリメー
タ３０によって平行光束とされた後、共振型光偏向器３
２に入射する。共振型光偏向器３２に入射した前記記録
用レーザ光Ｌ１は高速振動する偏向ミラー３４の反射面
７４によって偏向され、走査レンズ３６を介してフィル
ムＦ上に照射される。この場合、フィルムＦはドラム３
８とニップローラ４Ｑａ、４０ｂとの間に挟持された状
態で矢印り方向に副走査脂送されており、従って、前記
フィルムＦ上には記録用レーザ光り、による画像が二次
元的に形成される。On the other hand, the output control circuit 26 converts the image information into an image signal and controls the recording laser diode 22 based on the synchronization signal.
to drive. The recording laser diode 22 outputs a recording laser beam, and this recording laser beam L1 is made into a parallel beam by a collimator 30, and then passed through a resonant optical deflector 3.
2. The recording laser beam L1 incident on the resonant optical deflector 32 is deflected by the reflection surface 74 of the deflection mirror 34 which vibrates at high speed, and is irradiated onto the film F via the scanning lens 36. In this case, film F is on drum 3.
8 and nip rollers 4Qa, 40b, and is fed in a sub-scanning direction in the direction of the arrow, so that an image is two-dimensionally formed on the film F by the recording laser beam. .
ここで、共振型光偏向器３２は偏向ミラー３４を高速振
動させることにより記録用レーザ°光Ｌ１および同期用
レーザ光Ｌ２をフィルムＦ上において主走査方向（矢印
Ｃ方向）に高速走査させている。この場合、偏向ミラー
３４には当該偏向ミラー３４の質量に基づく慣性力が作
用しており、従って、走査時において偏向ミラー３４の
側縁部側には前記慣性力による動歪が発生する。Here, the resonant optical deflector 32 causes the recording laser beam L1 and the synchronizing laser beam L2 to scan at high speed in the main scanning direction (arrow C direction) on the film F by vibrating the deflection mirror 34 at high speed. . In this case, an inertial force based on the mass of the deflecting mirror 34 acts on the deflecting mirror 34, and therefore, dynamic strain is generated on the side edge side of the deflecting mirror 34 due to the inertial force during scanning.
そこで、第６図に示す方形状の偏向ミラー７６を一例と
してその動歪量を示す。この場合、偏向ミラー７６の側
縁部における動歪量をδ、偏向ミラー７６の厚さをｈ、
振動中心軸７８から前記側縁部までの距離をＳとすると
、動歪量δは、近似的に、
δＣＣＳ ５ ρ／［Ｅ−ｈ” ・・・（
１）となる。ここで、ρは偏向ミラー７６の密度であり
、Ｅはヤング率を示す。従って、偏向ミラー７６が方形
状である場合、その側縁部における動歪量δはρ／Ｅに
比例することになる。なお、このファクタρ／Ｅは方形
状の偏向ミラー７６に限らず、略板状を呈する種々の偏
向ミラーの動歪量δを決定するファクタである。Therefore, the amount of dynamic distortion will be shown by taking the rectangular deflection mirror 76 shown in FIG. 6 as an example. In this case, the amount of dynamic strain at the side edge of the deflection mirror 76 is δ, the thickness of the deflection mirror 76 is h,
When the distance from the vibration center axis 78 to the side edge is S, the amount of dynamic strain δ is approximately expressed as δCCS 5 ρ/[E-h”...(
1). Here, ρ is the density of the deflection mirror 76, and E represents Young's modulus. Therefore, when the deflection mirror 76 has a rectangular shape, the amount of dynamic strain δ at its side edge portion is proportional to ρ/E. Note that this factor ρ/E is a factor that determines the amount of dynamic strain δ not only for the rectangular deflection mirror 76 but also for various substantially plate-shaped deflection mirrors.
一方、本実施態様では、偏向ミラー３４を構成する主成
分としてアルミナセラミックスを用いている。このアル
ミナセラミックスは次の表に示す他の物質と比較してフ
ァクタρ／Ｅが相当に小さく、従って、（１）式より偏
向ミラー３４の動歪量δが極めて小さい値となることは
容易に諒解されよう。なお、このファクタρ／Ｅの値は
ρ／Ｅ≦２ ｘｔｏ−６ＳｅＣ２／ｍ２ ・・−（
２）とし、且つ
ρ≦４ Ｘ １０３ｋｇ／ ｍ３−（３１となるように
設定しておけば好適である。On the other hand, in this embodiment, alumina ceramics is used as the main component constituting the deflection mirror 34. This alumina ceramic has a considerably smaller factor ρ/E than other materials shown in the table below, and therefore, from equation (1), it is easy to see that the amount of dynamic strain δ of the deflection mirror 34 is an extremely small value. I hope you understand. Note that the value of this factor ρ/E is ρ/E≦2 xto−6SeC2/m2 ・・−(
2), and it is preferable to set it so that ρ≦4×103kg/m3−(31).
また、本実施態様に係る共振型光偏向器３２の偏向ミラ
ー３４はその背面部６２が補強部材７２ａ乃至７２ｆに
よって第５図ａ乃至Ｃに示すように支持されている。こ
れらの補強部材７２ａ乃至７２ｆは略三角形状に形成さ
れており、偏向ミラー３４の振動中心軸である軸体５４
からな間するに従って徐々に近接しその幅員が狭小とな
るように構成されている。そのため、偏向ミラー３４の
質量の相当部分が軸体５４の近傍に集中しており、振動
時において偏向ミラー３４の側縁部に生じる慣性力が相
当に軽減される構造となっている。従って、前記側縁部
における反射面７４の動歪量δは極めて小さくなる。さ
らに、前記補強部材７２ａ乃至７２ｆは、第５図すおよ
びＣに示すように、軸体５４から偏向ミラー３４の側縁
部に指向して徐々に近接するように配設しである。その
ため、偏向ミラー３４は中央部に配設される補強部材７
２ｂおよび７２ｅの近傍においてその反射面７４が特に
強固に支持され、動歪が周縁部よりも一層抑制されるこ
とになる。Further, the deflection mirror 34 of the resonant optical deflector 32 according to this embodiment has its back surface portion 62 supported by reinforcing members 72a to 72f as shown in FIGS. 5a to 5C. These reinforcing members 72a to 72f are formed in a substantially triangular shape, and are connected to the shaft body 54, which is the vibration center axis of the deflection mirror 34.
They are constructed so that they gradually approach each other and their width becomes narrower. Therefore, a considerable portion of the mass of the deflection mirror 34 is concentrated near the shaft body 54, and the structure is such that the inertial force generated at the side edges of the deflection mirror 34 during vibration is considerably reduced. Therefore, the amount of dynamic strain δ of the reflecting surface 74 at the side edge portion becomes extremely small. Furthermore, as shown in FIGS. 5 and 5C, the reinforcing members 72a to 72f are arranged so as to gradually approach the side edges of the deflection mirror 34 from the shaft body 54. Therefore, the deflection mirror 34 has a reinforcing member 7 disposed in the center.
2b and 72e, the reflecting surface 74 is particularly strongly supported, and dynamic strain is suppressed more than in the peripheral portion.
第７図ａおよびｂは以上のように構成された偏向ミラー
３４を振動させた場合における反射面７４の動歪分布を
示したものである。この場合、動歪量δの最大値は７８
ｎｍであり、第２図ａおよびｂに示す従来技術の場合に
比較して著しく軽減されている。また、第７図ａに示す
等歪線は補強部材？２ａ乃至７２ｆが偏向ミラー３４の
側縁部に指向して徐々に近接するように配設されている
ため、振動中心軸である軸体５４に対して略平行に分布
する。従って、反射面７４に入射する記録用レーザ光Ｌ
ｌあるいは同期用レーザ光Ｌ２によって形成される楕円
ビーム８０は、第２図ａに示す楕円ビーム１６の場合に
比較し、反射面７４の動歪の影宙を受ける部分が少なく
なることが゛容易に諒解されよう。この結果、反射面７
４によって反射された記録用レーザ光Ｌ１および同期用
レーザ光Ｌ２はグリッド４４およびフィルムＦに対して
極めて正確に集光され、高精度な画像記録が行われる。FIGS. 7a and 7b show the dynamic strain distribution of the reflecting surface 74 when the deflection mirror 34 configured as described above is vibrated. In this case, the maximum value of the dynamic strain amount δ is 78
nm, which is significantly reduced compared to the case of the prior art shown in FIGS. 2a and 2b. Also, are the equal strain lines shown in Figure 7a a reinforcement member? 2a to 72f are disposed so as to gradually approach the side edge of the deflection mirror 34, so that they are distributed approximately parallel to the shaft body 54, which is the center axis of vibration. Therefore, the recording laser beam L incident on the reflective surface 74
The elliptical beam 80 formed by the synchronizing laser beam L2 can easily have a smaller portion affected by the dynamic strain of the reflecting surface 74 than the elliptical beam 16 shown in FIG. 2a. I hope you understand. As a result, the reflective surface 7
The recording laser beam L1 and the synchronizing laser beam L2 reflected by the recording medium 4 are extremely accurately focused on the grid 44 and the film F, and highly accurate image recording is performed.
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、偏向ミラーを高速振動さ
せることで光ビームを走査させるミラー振動型光偏向器
において、前記偏向ミラーをヤング率に対する密度の比
率が小さいセラミックスを用いて形成している。この場
合、偏向ミラーは剛性が高く、しかも比較的軽量に構成
されるため、高速振動時における反射面の動歪量は極め
て小さくなる。従って、前記反射面に入射した光ビーム
は歪曲されることなく被走査体上に極めて正確に照射さ
れることになる。また、偏向ミラーの慣性力を可及的に
小さく設定することが可能となるため、当該偏向ミラー
を一層高速振動させることが出来る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a mirror vibration type optical deflector that scans a light beam by vibrating a deflection mirror at high speed, the deflection mirror is made of ceramics having a small ratio of density to Young's modulus. It is formed using In this case, since the deflection mirror has high rigidity and is relatively lightweight, the amount of dynamic strain on the reflecting surface during high-speed vibration is extremely small. Therefore, the light beam incident on the reflective surface is not distorted and is extremely accurately irradiated onto the object to be scanned. Furthermore, since it is possible to set the inertial force of the deflection mirror as small as possible, the deflection mirror can be vibrated at a higher speed.
以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
例えば、ガルバノメークミラーに対しても適用可能であ
る等、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments.
It goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the spirit of the present invention, such as being applicable to galvano makeup mirrors, for example.
第１図ａおよびｂは従来技術に係るミラー振動型光偏向
器の要部構成説明図、
第２図ａおよびｂは第１図に示すミラー振動型光偏向器
の動歪特性の説明図、
第３図は本発明に係るミラー振動型光偏向器が適用され
る画像読取装置の要部構成図、第４図は本発明に係るミ
ラー振動型光偏向器の要部構成斜視図、
第５図ａ乃至Ｃは本発明に係るミラー振動型光偏向器に
おける偏向ミラーの構成説明図、第６図は方形型偏向ミ
ラーにおける動歪の説明図、
第７図ａおよびｂは本発明に係るミラー振動型光偏向器
の動歪特性の説明図である。
２０・・・本体部
２２・・・記録用レーザダイオード
２４・・・同期用レーザダイオード
３２・・・共振型光偏向器３４・・・偏向ミラー３６・
・・走査レンズ ４４・・・グリッド５４・・・
軸体
６８ａ 、６８ｂ 、７０ａ 、７０ｂ−板ばね５２・
・・フレーム ７２２〜７２ｆ・・・補強部材
７４・・・反射面 し、・・・記録用レーザ
光Ｌ２・・・同期用レーザ光
ＦＩＧ、２ａ
ＦＩＧ、２ｂ
ＦＩＧ、５ｂ
ＦＩＧ、７ａ
ＦＩＧ、７ｂ1A and 1B are explanatory diagrams of the main part configuration of a mirror oscillation type optical deflector according to the prior art; FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of dynamic strain characteristics of the mirror oscillation type optical deflector shown in FIG. 1; FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of an image reading device to which a mirror vibration type optical deflector according to the present invention is applied, FIG. 4 is a perspective view of a main part configuration of a mirror vibration type optical deflector according to the present invention, and FIG. Figures a to C are explanatory diagrams of the configuration of the deflection mirror in the mirror vibration type optical deflector according to the present invention, Figure 6 is an explanatory diagram of dynamic strain in the rectangular deflection mirror, and Figures 7a and b are the mirrors according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of dynamic strain characteristics of a vibrating optical deflector. 20... Main body 22... Recording laser diode 24... Synchronization laser diode 32... Resonant optical deflector 34... Deflection mirror 36...
...Scanning lens 44...Grid 54...
Shaft bodies 68a, 68b, 70a, 70b - leaf spring 52.
...Frame 722 to 72f...Reinforcement member 74...Reflection surface...Recording laser beam L2...Synchronization laser beam FIG, 2a FIG, 2b FIG, 5b FIG, 7a FIG, 7b
Claims (2)
体に対して走査させるミラー振動型光偏向器において、
前記偏向ミラーをヤング率に対する密度の比率が小さい
セラミックスから形成することを特徴とするミラー振動
型光偏向器。(1) In a mirror vibrating optical deflector that scans a light beam on a scanned object by vibrating a deflection mirror,
A mirror vibrating optical deflector, characterized in that the deflection mirror is made of ceramic having a small ratio of density to Young's modulus.
ヤング率をＥ、密度をρとした場合、偏向ミラーは ρ≦４×１０＾３ｋｇ／ｍ＾３ で且つ ρ／Ｅ≦２×１０＾−＾８ｓｅｃ＾２／ｍ＾２の条件を
満たすセラミックスで形成してなるミラー振動型光偏向
器。(2) In the optical deflector according to claim 1,
When Young's modulus is E and density is ρ, the deflection mirror is made of ceramic that satisfies the conditions of ρ≦4×10^3 kg/m^3 and ρ/E≦2×10^-^8 sec^2/m^2. A mirror vibrating optical deflector made of.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62097032A JPS63261319A (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Mirror vibration type optical deflector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62097032A JPS63261319A (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Mirror vibration type optical deflector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63261319A true JPS63261319A (en) | 1988-10-28 |
Family
ID=14181138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62097032A Pending JPS63261319A (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Mirror vibration type optical deflector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63261319A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5406405A (en) * | 1991-11-27 | 1995-04-11 | Sullivan; Mark T. | Rotating kinematic optic mount |
| JP2006079078A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-23 | Lg Electron Inc | Scanner and method of manufacturing the same |
| WO2006118115A1 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | Optical element drive mechanism and projection-type image display device |
| US20110019251A1 (en) * | 2009-07-23 | 2011-01-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanner, image forming apparatus and image display apparatus |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62097032A patent/JPS63261319A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5406405A (en) * | 1991-11-27 | 1995-04-11 | Sullivan; Mark T. | Rotating kinematic optic mount |
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| US8681410B2 (en) * | 2009-07-23 | 2014-03-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Optical scanner, image forming apparatus and image display apparatus |
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