JP2005241482A - 光偏向器、光偏向器における偏向手段の共振周波数を検出する検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出手段をアクチュエータ（偏向手段）とは別体にして、偏向手段の動作を観察する検出方法である。
【解決手段】光源２０１からの光２０３を往復偏向させ偏向光を走査する偏向手段２０２を有する光偏向器における偏向手段２０２の共振周波数を検出する検出方法である。偏向手段２０２への印加駆動信号の異なる周波数毎について、受光素子１０１またはその近傍上での偏向走査光の折り返し位置を測定し、異なる周波数と折り返し位置の測定情報から偏向手段２０２の共振周波数を検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光偏向器における光を偏向させる偏向手段の共振周波数を検出する検出装置ないし方法、これを利用した光偏向器等に関する。

従来の光偏向器の一例として、図１１に示すガルバノミラーがある（特許文献１参照）。これは、電磁力で可動部を駆動するガルバノミラーである。可動部上にミラーを配置し、その可動部は、軸を中心に揺動するようにトーションバーにより本体部から支持される構成になっている。図１１中、符号５０はシリコン基板、符号５１は上側ガラス基板、符号５２は下側ガラス基板を示す。また、符号５３は可動板、符号５４はトーションバー、符号５５は平面コイル、符号５６は全反射ミラー、符号５７は電極端子、符号６０〜６３は永久磁石である。この光偏向器は、平面コイル５５に駆動電流を流し、永久磁石６０〜６３とのロ−レンツ力を利用して駆動する電磁型である。しかし、特許文献１の例は、可動板５３の共振周期が温度などによりドリフトするという点には何ら着目していない。

他方、この点に着目した電磁アクチュエータがある（特許文献２参照）。電磁アクチュエータ（可動部）の共振周期は温度的又は経年的にドリフトしていくのが通例であり、予め設定した共振周波数の電流を平面コイルに供給し続けるのでは、温度変化や時間経過に従って可動部の振れ角が一定に制御されないという問題が生じることに、特許文献２の例は注目している。これは、電磁力によって可動部が揺動する意味で、上記特許文献１の例と同じであり、また、特許文献２の例の電磁アクチュエータも、可動部に全反射ミラーを有している。この特許文献２の例は、別段の検出手段を設けることなく電磁アクチュエータを共振周期で往復駆動できたり、その振れ角を制御できたりする電磁アクチュエータ等を提供するとしている。その解決手段として、コイルを可動部の励振用として利用すると共に検出用としても利用している。この検出には、コイルに生じる誘導起電圧又は誘導起電流を用いている。
特開平０７−１７５００５号公報（第３−４頁、図１） 特開２００１−３０５４７１号公報（第３−４頁、第１図）

しかし、特許文献２の例では、検出手段であるコイルは常に励起用として用いられている。

上記課題に鑑み、本発明の検出装置は、光源からの光を往復偏向させ該偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器における偏向手段の共振周波数を検出する検出装置であって、偏向手段への印加駆動信号の異なる周波数毎について、受光素子またはその近傍上での偏向走査光の折り返し位置を測定する測定手段と、該異なる周波数と該折り返し位置の測定情報から偏向手段の共振周波数を検知する検知手段を有することを特徴とする。

また、上記課題に鑑み、本発明の光偏向器は、上記の検出装置、前記検知手段の検知結果を用いて、印加駆動信号の周波数と共振周波数を近づけるように制御する制御手段を有することを特徴とする。制御手段は、偏向手段が所望の共振状態に保持されるように制御したり、印加駆動信号の周波数と共振周波数との周波数差を一定に保つように制御したりする。

また、上記課題に鑑み、本発明の１次元または２次元画像形成装置は、上記の光偏向器を備え、非画像形成期間に前記制御手段による制御を行うことを特徴とする。また、本発明の２次元画像形成装置は、上記の光偏向器を備え、該光偏向器は、受光素子を備え有効表示領域以外への偏向走査光を遮蔽する遮蔽面を有し、非画像形成時に（非画像形成領域において）光源から連続点灯光を出射して前記制御手段による制御を行うことを特徴とする。

また、上記課題に鑑み、本発明の検出方法は、光源からの光を往復偏向させ該偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器における偏向手段の共振周波数を検出する検出方法であって、偏向手段への印加駆動信号の異なる周波数毎について、受光素子またはその近傍上での走査光の折り返し位置を測定し、該異なる周波数と該折り返し位置の測定情報から偏向手段の共振周波数を検知することを特徴とする。こうした検出方法は、例えば、光源からの光を往復偏向させ該偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器の測定手段や検知手段に、上記手順を実行するためのプログラムを実装することでソフト的に実現できる。

上述したような本発明によれば、特許文献２とは異なる着想をして、検出手段をアクチュエータ（偏向手段）とは別体にして、環境温度等の変化があっても、それとは無縁に偏向手段の動作を観察できる。この検知結果に基づいて、例えば、偏向手段の動作を所望に制御することができる。こうして、温度変化などに影響されずに偏向手段の動作を所望に制御できる光偏向器を実現できる。

（発明の実施の形態）
本発明は、偏向手段の共振周波数を検出して、例えば、偏向手段を制御するにあたり、上述したように、偏向手段の往復運動（揺動運動）により偏向手段で偏向され往復走査される偏向光を利用することに着目した。本実施の形態では、具体的には、偏向手段への印加駆動信号の異なる周波数毎について、測定手段を構成する受光素子またはその近傍上での走査光の折り返し位置を測定し、該異なる周波数と該折り返し位置との関係から偏向手段の共振周波数を検知手段で算出し、印加周波数と共振周波数がほぼ一致するように制御手段を介して偏向手段を制御する。

先ず、本実施の形態の光偏向器の配置を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる光偏向器の、偏向手段で偏向された偏向光を含む平面における断面図である。図１において、２０１は光源、２０２は偏向手段、２０３は光源２０１から出射された光線、２０４、２０５は偏向手段２０２により偏向される最大偏向角での光線、２０６は偏向手段２０２の光偏向中心軸、２０７は偏向手段２０２からＬの距離にある平面Ｐ（光偏向中心軸２０６と垂直な関係にある平面）での偏向光の走査軌跡である。光源２０１から出射された光線２０３は、偏向手段２０２に入射し、ここで偏向されて平面Ｐ上を往復走査される。光源２０１としては、半導体レーザのような変調可能な光源を用いる。

偏向手段２０２は、反射面が設けられた共振型のガルバノミラーであり（図１１の構成を参照）、偏向手段２０２が往復揺動することで、光線２０３は、最大偏向角での光線２０４と２０５の範囲で偏向させられる。この最大偏向角の大きさをθとする。以下、説明のため、偏向手段２０２が揺動していない状態（中立状態）での反射光線は、光偏向中心軸２０６と一致するとする。回転軸を中心として回転往復運動をする偏向手段２０２の駆動手段には、周期的な駆動波形が印加される。

本発明では、上記異なる周波数と偏向走査光の折り返し位置との関係から偏向手段の共振周波数を算出する訳であるが、先ず、折り返し位置の測定方法を説明して、こうした関係から共振周波数を算出できる理由を説明する。

偏向手段が或る状態で揺動（偏向）されている時の折り返し位置の測定方法を以下に説明する。図２と図３は、本発明の実施の形態に係る光偏向器の偏向手段から偏向（反射）された偏向光が受光素子上を往復する様子を、その軌跡とともに表す模式図である。ここでは、偏向光は、常に点灯している光（連続光）とする。また、偏向手段が持つ反射面を揺動することにより、光源からの出射光の反射角度が周期的に変化することを偏向と呼び、受光素子を含む平面上を偏向光が移動することを走査と呼ぶ。図２と図３において、１０１は受光素子（ラインセンサ）、１０２は複数の受光領域、１０３は偏向光が走査される領域、１０４は偏向光が受光素子１０１上を走査される軌跡を含む軸である。

受光素子１０１を含む平面上での偏向光が、図２の左方向から右方向（矢印Aの方向）に走査されている状態から説明を始める。偏向光が左方向から右方向に走査されていくにつれ、偏向手段２０２の揺動（偏向）角は大きくなる。揺動角が大きくなるにつれて、走査光の移動速度は低下していく。その偏向手段２０２の揺動角が最大になった時（最大偏向角のとき）に走査が一時停止する。その後、逆の方向（右方向から左方向、矢印Bの方向）に走査され始める。受光素子１０１上で、この偏向手段２０２が最大揺動（偏向）角となり走査方向が反転する位置を、偏向光の折り返し位置と呼び、その時の偏向角を最大偏向角と呼ぶ。ここで、揺動角と偏向角は、定義の仕方により係数は変化するが、比例関係となるため、ほぼ同義として用いる。また、偏向光は或る大きさを持っているため、偏向光が走査される領域１０３は図２と図３のように或る太さを持つ。

受光素子１０１は、複数の受光領域１０２に分かれており、図２と図３のように一番左側の受光領域を“１”とし、右方向に順に“N”まで番号がついているとする。図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）では、偏向手段２０２の最大偏向角が異なる場合の受光素子１０１上の偏向光走査領域１０３の様子を表している。ここで、光源２０１と偏向手段２０２と受光素子１０１の位置関係は固定されているとする。

図２（ａ）の最大偏向角では、折り返し位置が一番左の受光領域（ここでは、偏向光走査領域１０３の最右端を折り返し位置としている）にあるので、折り返し位置は「１」と検出される。図２（ｂ）では、折り返し位置が左側からｐ番目にあるとすると、「ｐ」と検出される。図３（ａ）のように、折り返し位置が受光素子１０１を通り過ぎてしまっている場合（受光素子１０１の右側に位置している場合）には、折り返し位置は「Ｎ＋１」とする。逆に、折り返し位置が、受光素子１０１に到達していない場合（図３（ｂ）の様に受光素子１０１の左側に位置している場合）には、折り返し位置は「０」とする。これにより、受光素子１０１ないしその近傍上での折り返し位置を検出することにより、偏向手段２０２の偏向状態（最大偏向角の変化）を検出できる。

上述したように、本発明は、偏向手段２０２の印加駆動信号の周波数による駆動特性を利用している。そのため、ここで本実施の形態に用いる偏向手段について説明する。本実施の形態に用いられる偏向手段は、共振振動を行う偏向器である。偏向手段２０２は、一方向においてトーションバー（ねじれ軸）によって軸支された構成であり、光反射面を有する外に、例えば磁石を有している。偏向手段の近くに離間して配置されている不図示の電磁力発生手段（コイル）が発する電磁力の極性を反転させることで、磁束を偏向手段に作用させ、偏向手段をねじれ軸を中心に往復運動させる。この偏向手段は、偏向器固有の共振振動により駆動する。即ち、共振周波数において、電磁力発生手段から発する電磁力によりその揺動角（ねじり角）が最大になり共振振動する。共振振動は、少ない印加エネルギーで大きな揺動角が得られることが特徴である。共振振動を行う偏向手段を共振型偏向器と呼ぶ。

図４に、共振型偏向器の周波数特性の一例を示す。横軸は、偏向手段を揺動させるための周波数（偏向手段を揺動させるための印加駆動信号の周波数）を表し、図４（ａ）の縦軸は偏向手段の最大の傾き（最大揺動角）、図４（ｂ）の縦軸は印加駆動信号の同期信号に対する偏向手段の偏向角変化の位相差を示す。図４（ａ）のように、印加信号の周波数により、偏向手段の最大の揺動角は変化する。本明細書では、最大の揺動角になる印加信号の周波数を、共振型偏向器の共振周波数fcと呼ぶ。図４（ａ）のように、この例では、最大の揺動角は、共振周波数ｆｃを中心として、ほぼ線対称（左右対称）の特性となる。本実施の形態では、この線対称の特性に注目し、これを利用して、異なる周波数と偏向走査光の折り返し位置（最大の揺動角に対応する）との関係から共振周波数の算出を行うのである。

また、図４（ｂ）のように、印加信号の周波数と共振周波数の関係が変化すると、偏向手段の揺動（偏向）のタイミングが大きく変化する。つまり、最大の揺動（偏向）角となるタイミングが容易に変化してしまう。これは、走査光の通過タイミングを検出する光学的なセンサにより、最大の揺動角を検出する場合、大きな問題となる。よって、本発明ではこの検出方法を採用しない。

他方、光源２０１と偏向手段２０２と受光素子１０１の位置関係が固定されているなら、この偏向光の折り返し位置は偏向手段の最大の揺動角と関係する。そのため、或る印加信号の周波数での受光素子１０１上での折り返し位置を検出することで、他の印加信号の周波数に対する相対的な偏向手段の最大の偏向角の情報を得ることができる。本発明では、この原理を用いた検出方法を採用する。

ここの例では、偏向光の走査領域１０３の最右端を折り返し位置としたが、実際の偏向光の中心点の折り返し位置とは異なる。しかし、偏向光の持つ大きさは常に同じなので、印加信号の周波数毎の折り返しの相対位置は変わらなく、制御上の問題はない。

次に、上記の説明に基づく共振周波数の算出方法について説明する。偏向手段の印加周波数を、低い周波数から徐々に高い周波数に掃引していき（この逆でもよい）、上記の如く各周波数での折り返し位置を測定する。この際、掃引する周波数範囲は、受光素子上で折り返し位置が右方向に移動する周波数範囲と、左方向に移動する周波数範囲を含んでいる必要がある。このように偏向手段２０２の印加周波数を変化させて、受光素子１０１により折り返し位置を検出した一例を、図５に示す。横軸は印加周波数、縦軸は折り返し位置である。ここでは、共振周波数ｆｃは、図４（ａ）の特性が線対称になる軸の周波数である。

図４（ａ）の特性が共振周波数ｆｃを中心に線対称であるので、図５の特性も共振周波数ｆｃを中心に線対称となり、図５で同じ折り返し位置（ここでは、受光素子１０１の中心になる受光領域１０２の位置
Ｎ／２＋１／２とする）となる２つの周波数ｆ１とｆ２を平均した周波数を、共振周波数fc（＝（ｆ１＋ｆ２）／２）と算出することができる。勿論、偏向手段の特性が、共振周波数を中心として非対称であってその非対称の比率が分かっていれば、上記平均は比率による重みを付けた平均を取ることになる。こうした特性は予め調べておいて検知ないし算出手段内にメモリしておいて、算出手順をプログラム化しておけばよい。

この算出した共振周波数を元に、偏向手段２０２への印加周波数を共振周波数とすることで、最大の揺動（偏向）角で偏向手段が揺動（偏向）されることになる。或いは、共振周波数から任意の周波数ズラした印加信号の周波数を与えてもよい。このように駆動周波数と共振周波数の差を一定値に保つ制御を行う場合、所望の周波数からの周波数がズレた時に振幅変化の増減により、周波数のズレ方向を検出することができるため、周波数追従制御が容易になる。

以上に説明したように、本実施の形態により、環境などにより偏向手段の共振周波数が変化した場合でも、共振周波数を容易に検出することができ、任意の偏向特性を得ることができる。本実施の形態では、偏向光を受光素子で検出し、折り返し位置を直接測定する方法を用いることにより、環境の変化などによる検出部の特性変化に影響されることなく、検出を行なえる。

上記構成において、受光素子１０１は、光偏向中心軸２０６から離して配置する必要がある。これは、受光素子を光偏向中心に配置した場合、図４（ａ）の裾の部分を検出することになり、受光素子に必要な幅が大きくなる上に、検出誤差が大きくなるためである。この形態により、印加信号の周波数に対して最大の揺動角の変化の割合が大きな領域で検出できるため、検出精度が向上する。

また、本実施の形態を用いれば、受光素子１０１内に偏向光がすべて入射する必要はなく、或る周波数の掃引領域で折り返しの位置を検出するだけでよい。そのため、本実施の形態の受光素子１０１の走査方向の幅は、受光素子が配置される平面での偏向光による走査幅に対して小さくできる。つまり、受光素子として小さいものを用いることができ、低コストな光偏向器を実現できる。加えて、本実施の形態では、受光素子１０１上での折り返しの相対位置を用いるので、取り付け位置精度に対する制約が無い。また、測定中に光源２０１と偏向手段２０２と受光素子１０１の配置関係を固定しておけばよいだけなので、何らかの要因で何れかのものがズレたとしても、ズレた状態で関係が固定されれば、問題なく用いることができる。

本実施の形態で用いる受光素子１０１は、偏向光の折り返し位置を位置情報として検出できる受光素子１０１である必要がある。本実施の形態において、受光素子１０１には、複数の受光領域１０５から構成されたラインセンサ（イメージセンサ）を用いられる。そのような構成の場合、光電変換部である受光素子と、光電変換された電荷の蓄積部と、蓄積した電荷の転送部を備えている必要がある。

この場合、複数の受光領域毎に偏向光の光量を検出できるので受光素子上における偏向光の位置を容易に特定できる。この際、蓄積した電荷の転送は、走査速度に合わせて高速に行う必要は無く、受光素子１０１上で走査が１回以上行われた後に、より低速な転送を行うことができる。そのため、受光面１０１上での走査速度vが高速になっても（例えば、印加駆動波形の１周期が短くなっても）、折り返し位置の検出を行うことができるため、好ましい。

本受光素子を用いれば、走査光の受光素子１０１上での光量分布を電荷として蓄積し、複数の受光領域１０５毎の位置情報として出力される。そのため、最大の揺動（偏向）角となる走査（偏向）タイミングが変化しても、その走査（偏向）タイミングに同期を取って検出する必要がなく、容易且つ高精度に折り返し位置を検出することができる。

本実施の形態では、複数の受光領域１０５から構成されたラインセンサを挙げたが、２次元状に配置した受光領域として縦横に揃って配置された受光領域構成や、受光領域をハニカム状として夫々を配置した構成、走査軌跡方向あるいは軌跡に交差する方向において受光領域の列及び行が入れ子にずれた構成、あるいは受光領域が円形状、平行四辺形形状、三角形形状、ひし形形状、台形形状、その他多角形形状を有する構成でも用いることができる。

また、本実施の形態では、前記測定手段は、受光素子またはその近傍上での偏向走査光を連続点灯光とし、その偏向走査光の折り返し位置を受光素子により測定したが、例えば、各駆動周波数において、連続点灯ではなく、少しずつ点灯タイミングをずらしていって光源を或る時間間隔で点灯し、複数の偏向走査の中から光スポットの最も端になる位置を見出して或る周波数での折り返し位置を測定する方法も採り得る。これにより、連続光を必ずしも用いる必要が無くなる。

以下に、より具体的な実施例を説明する。
（第１の実施例）
本実施例は、共振型光偏向器を１次元の偏向手段に用い、回転する円筒状の感光体の長尺方向に偏向光を走査することで、感光体表面で２次元的に偏向光を走査して静電潜像を得る所謂電子写真方式の画像形成装置の感光体への露光装置として適用する光偏向器に係る。その他の点は、上記実施の形態とほぼ同じである。

図６は、本実施例の装置構成を示す模式的斜視図である。図６において、受光素子１０１、光源２０１、偏向手段２０２、光源２０１から出射された光線２０３、共振周波数ｆｃにおける最大偏向角での光線２０４と２０５、感光体ドラム２２０、感光体ドラム上での走査軌跡を含む軸２２１、受光素子１０１へ偏向光を導く反射ミラー２２３が図示されている。ここで、偏向手段２０２により偏向された偏向光の一部は、反射ミラー２２３により反射され、受光素子１０１に入射される。受光素子としては、１/７インチＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＦ仕様、白黒センサ）を用いている。また、光源２０１は、半導体レーザ（波長λ＝780nm）を用いて、直接変調を行っている。偏向手段２０２は、図１１に示す様な共振型光偏向器を用いており、共振周波数は8kHz前後（Ｑ値１０００）である。

図７は、第１の実施例に係る光偏向器の制御システムを模式的に表すブロック図である。図７において、光源２０１からの光線２０３が偏向手段２０２で偏向されて形成される光線２０８、光源２０１の変調信号発生手段３０１、光源２０１の変調信号３０５、測定手段を構成する受光素子１０１からの検出信号３０６、検出信号３０６と駆動信号３０９の周波数に基づいて共振周波数を算出する検知手段である共振周波数算出手段３０２（ここには共振周波数の算出方法がソフトとして入っている）、共振周波数算出信号３０７、制御手段である制御信号発生手段３０３、偏向手段２０２の制御信号３０８、偏向手段２０２の駆動手段３０４、偏向手段２０２の駆動信号３０９が図示されている。

図８は、本実施例での共振周波数の算出と駆動周波数の制御にかかわるフローチャートである。画像形成装置の電源がＯＮされると制御が開始（Ｓ１０１）され、光源２０１の変調信号発生手段３０１により、まず光源２０１を全点灯（Ｓ１０２）する。次に、制御信号発生手段３０３により、印加信号（偏向手段２０２の制御信号３０８）の周波数は、予め設定された掃引の開始周波数（ここでは、7.9kHz）に設定（Ｓ１０４）される。次に、その周波数での偏向光の折り返し位置を、受光素子１０１を用いて検出（Ｓ１０５）する。その後、制御信号発生手段３０３により、予め設定された掃引ステップ分だけ周波数を変化（ここでは、1Hzステップ）させる（Ｓ１０４）。そして、予め設定された掃引の終了周波数（ここでは、8.1kHz）になる（Ｓ１０３）まで、周波数変化と折り返し位置の検出が繰り返し（Ｓ１０４、Ｓ１０５）行われる。その繰り返しのループから抜けた後、光源２０１の変調信号発生手段３０１により、光源２０１の全点灯が終了（Ｓ１０６）される。

印加信号の周波数と、受光素子１０１から得られた折り返し位置の情報（一例として、図５に示すような関係）から、共振周波数ｆｃが共振周波数算出手段３０２により算出（Ｓ１０７）される。その算出結果を元に、制御信号発生手段３０３により、偏向手段２０２への印加信号（偏向手段２０２の制御信号３０８）の周波数が、共振周波数ｆｃに変更（Ｓ１０８）される。その後、次の制御（Ｓ１０９）に移る。こうして、感光体が回転を開始し、感光体の長尺方向に光を変調しながら（例えば、ＯＮ、ＯＦＦしながら）走査することにより、本光偏向器は感光体への露光装置として用いることができる。

本実施例により、偏向手段２０２の走査特性を所望の状態に保つことができ、高画質な画像形成装置を実現することができる。また、以上の制御を随時行って、時間の経過に伴う走査特性の変化を検出し、補正を行うことができる。

（第２の実施例）
本実施例に係る光偏向器は、偏向光を被投影面に２次元状に投射する光偏向器に係る。その他については第１の実施例とほぼ同じである。図９は本実施例に係る光偏向器を模式的に示す斜視図である。

図９において、受光素子１０１、光源２０１、偏向手段２０２、出射光２０３、偏向光２０４と２０５、走査線２１０、第２の偏向手段２１１、偏向光２１２、遮蔽部２１３、走査領域２１４、走査線の軌跡２１５、投影面２２０が図示されている。図９の装置は、レーザである光源２０１から光２０３を、偏向手段２０２と第２の偏向手段２１１により２次元走査することにより、投影面２２０に画像を表示するレーザディスプレイ装置である。

受光素子１０１は、１/７インチＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＦ仕様、白黒センサ）を用いている。また、光源２０１は、半導体レーザ（λ＝630nm）を用いて、直接変調を行っている。偏向手段２０２は、図１１に示す様な共振型光偏向器を用いており、共振周波数は20kHz前後（Ｑ値２０００）である。本実施例における、第１の実施例の所で述べた掃引の開始周波数は19.9kHz、掃引ステップは1Hzステップ、掃引の終了周波数は20.1kHzである。

図１０は、有効表示領域と受光領域と水平走査・垂直走査を示す模式図である。図１０は、遮蔽面２１３上の走査領域２１４内での走査線の軌跡２１５を示している。有効表示領域２１６内において、遮蔽面２１３は存在せず、投影面２２０において偏向光が画像を形成する。有効表示領域２１６以外の領域では、遮蔽面２１３により偏向光が遮蔽され、投影面２２０に偏向光が到達しないようになっている。

本発明の制御では、偏向手段２０２への印加周波数を変化させて、共振周波数の検出を行なうため、検出中に偏向光が投影面２２０に表れると、ノイズが発生してしまう。本実施例では、このノイズを発生させないために、遮蔽面２１３を用いることが特徴である。この遮蔽面２１３上の有効表示領域２１６以外の部分に受光素子１０１を配置して、受光素子１０１上の偏向光を連続光とし有効表示領域２１６での偏向光を消灯することにより、検出時に投影面２２０に検出のための光線が現れることはない。そのため、本実施例を用いれば、装置起動時等に、投影面２２０に画像を表示することなく（検出による偏向光のノイズを表示することなく）、検出の制御を行うことができる。

図１０において、偏向光２１２は、走査点Ｓ１から走査を開始すると、水平走査方向Ｘを往路・復路と移動し、次第に垂直走査方向Ｙに向かって走査範囲上部から下部へ走査される。走査点Ｓ２まで走査された偏向光は、再び走査点Ｓ１に戻され、同様な走査が繰り返される。走査線２１５上に配置された受光素子１０１は、偏向光２１２が通過するように配置されている。

本発明の実施の形態に係る光偏向器の偏向手段から偏向（反射）された偏向光が受光素子上を往復する様子をその軌跡とともに表す模式図である。 偏向手段の最大偏向角が異なる場合の受光素子上の様子を表す図である。 偏向手段の最大偏向角が異なる場合の受光素子上の様子を表す図である。 共振型偏向器の周波数特性の一例を示すグラフである。 本発明の実施の形態において偏向手段の印加周波数を変化させて、受光素子により折り返し位置を検出した時の測定結果の一例を示すグラフである。 偏向光を１次元に投影する第１の実施例の光偏向器を示す模式的斜視図である。 第１の実施例の制御システムを示すブロック図である。 第１の実施例の制御フローを示す図である。 偏向光を２次元に投影する第２の実施例の光偏向器を示す模式的斜視図である。 有効表示領域と受光領域と水平走査・垂直走査を示す模式図である。 従来例の光偏向器を示す図である。

符号の説明

１０１ 受光素子（測定手段）
２０１ 光源
２０２ 偏向手段
２０３ 光源からで出射された光線
２０８ 偏向された光線
３０１ 光源の変調信号発生手段
３０２ 共振周波数算出手段（検知手段）
３０３ 制御信号発生手段（制御手段）
３０４ 偏向手段の駆動手段
３０５ 光源の変調信号
３０６ 受光素子からの検出信号
３０７ 共振周波数算出信号
３０８ 偏向手段の制御信号
３０９ 偏向手段の駆動信号

Claims (12)

1. 光源からの光を往復偏向させ該偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器における偏向手段の共振周波数を検出する検出装置であって、偏向手段への印加駆動信号の異なる周波数毎について、受光素子またはその近傍上での偏向走査光の折り返し位置を測定する測定手段と、該異なる周波数と該折り返し位置の測定情報から偏向手段の共振周波数を検知する検知手段を有することを特徴とする検出装置。
2. 前記測定手段は、受光素子またはその近傍上での偏向走査光を連続点灯光とし、その偏向走査光の折り返し位置を受光素子により測定する請求項１に記載の検出装置。
3. 前記検知手段は、前記受光素子上の走査方向に関して同じ位置で折り返される偏向走査光に対応する複数の周波数を検出し、その複数の周波数を元に共振周波数を検知する請求項１または２に記載の検出装置。
4. 前記検知手段は、前記検出した複数の周波数を平均することにより共振周波数を算出する請求項３に記載の検出装置。
5. 前記受光素子は、これが検出する偏向走査光に、前記偏向手段の偏向中心位置での偏向走査光が含まれない様に、設けられる請求項１乃至４の何れかに記載の検出装置。
6. 前記受光素子は、複数の受光領域から構成されており、該受光領域に入射された光を電荷に変換する手段と、発生した電荷を領域毎に一定期間蓄積する手段と、蓄積した電荷を領域毎に転送する手段を有する受光素子である請求項１乃至５の何れかに記載の検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の検出装置、前記検知手段の検知結果を用いて、印加駆動信号の周波数と共振周波数を近づけるように制御する制御手段を有することを特徴とする光偏向器。
8. 前記制御手段は、偏向手段が所望の共振状態に保持されるように制御する請求項７に記載の光偏向器。
9. 前記制御手段は、印加駆動信号の周波数と共振周波数との周波数差を一定に保つように制御する請求項７に記載の光偏向器。
10. 請求項７乃至９の何れかに記載の光偏向器を備え、非画像形成領域で前記制御手段による制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項７乃至９の何れかに記載の光偏向器を備え、該光偏向器は、受光素子を備え有効表示領域以外への偏向走査光を遮蔽する遮蔽面を有し、非画像形成領域で光源から連続点灯光を出射して前記制御手段による制御を行うことを特徴とする２次元画像形成装置。
12. 光源からの光を往復偏向させ該偏向光を走査する偏向手段を有する光偏向器における偏向手段の共振周波数を検出する検出方法であって、偏向手段への印加駆動信号の異なる周波数毎について、受光素子またはその近傍上での走査光の折り返し位置を測定し、該異なる周波数と該折り返し位置の測定情報から偏向手段の共振周波数を検知することを特徴とする検出方法。

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