JP2009058616A - 揺動体装置、光偏向装置、及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係る揺動体装置は、支持部と、複数の揺動体と複数のねじりバネを有する振動系と、振動系を駆動する駆動手段と、駆動手段を制御する駆動制御手段と、揺動体の振動状態を検出する振動検出手段と、振動検出手段の出力に基づき振動系の共振周波数を算出する共振周波数算出手段と、駆動制御手段の制御パラメータを調整する制御パラメータ調整手段とを有する。制御パラメータ調整手段は共振周波数算出手段の出力に基づき制御パラメータを調整する。
【選択図】 図1
Description
本実施形態の揺動体装置を図1に示す。本発明に係る揺動体装置は、振動系100と、振動系100を支持する支持部123とを有する。振動系100は、第1の揺動体101、第2の揺動体102、第1のねじりバネ111、第2のねじりバネ112を少なくとも有する。第1のねじりバネ111は第1の揺動体101と第2の揺動体102とを接続している。第2のねじりバネ112は、第1のねじりバネ111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102と支持部123を接続している。
本実施形態に係る揺動体装置は、振動系100に駆動力を印加する駆動手段120、121と、駆動手段120を調整する駆動制御手段150とを有する。駆動手段120、121は、複数の揺動体の少なくとも一つがA1sinωt+A2sin(nωt+φ)項を少なくとも含む数式(nは2以上の整数)で表される振動となるように振動系を駆動する。この場合、例えば駆動制御手段は駆動手段にB1sinωt+B2sin(nωt+Ψ)項を少なくとも含む数式(nは2以上の整数)で表される駆動信号を供給する。
振動検出手段130は揺動体の振動状態を検出する。振動検出手段130は、例えば光検出器で構成され、第1及び第2の揺動体のうちの少なくとも1つに入射された光ビームの反射光を受光する。揺動体101の振動状態は、この光検出器からの出力信号に基づいて求めることができる。
次に、共振周波数算出手段140について説明する。共振周波数算出手段140は、振動検出手段の出力に基づき揺動体の共振周波数(基本周波数f1とその略2倍の周波数f2)を算出する。共振周波数は、駆動手段から振動系に単一の正弦波状の駆動信号を想定される共振周波数付近の周波数でスイープしながら印加し、揺動体が最大振幅となる駆動信号の周波数を共振周波数とすることで算出できる。
駆動制御手段150は、振動検出手段130の出力を元に、振動系が所望の振動運動をするようにB1sinωt+B2sin(nωt+Ψ)項を少なくとも含む駆動信号を駆動部に指令可能な構成となっており、駆動信号を前記駆動手段により振動系に印加する。
以下で本実施形態の制御例に関して具体的に説明する。
次に、駆動角周波数ωが基本周波数f1付近の任意の周波数である場合の制御例について説明する。
次に本実施形態に係る揺動体装置を用いた画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置に用いる光偏向器は、図1に示す揺動体装置と同じである。
101、102 揺動体
111、112 ねじりバネ
120、121 駆動手段
123 支持部
130 振動検出手段
133 最大偏向角
140 共振周波数算出手段
141、142、550 光検出器
150 駆動制御手段
151 制御パラメータ調整手段
152 駆動信号算出手段
153 目標値
154 駆動信号
160 反射部材
500 光偏向装置
131、510 光源
520 コリメータレンズ
530 結合レンズ
540 感光体
Claims (12)
- 支持部と、
第1の揺動体と、第2の揺動体と、該第1の揺動体と該第2の揺動体とを接続する第1のねじりバネと、該第2の揺動体に接続され且つ該第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第2のねじりバネと、を少なくとも有し構成される振動系と、
前記第1及び第2の揺動体を前記ねじり軸を中心に揺動させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
前記第1又は第2の揺動体の少なくとも一つの振動状態を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段の出力に基づき前記振動系の共振周波数を算出する共振周波数算出手段と、
前記駆動制御手段の制御パラメータを調整する制御パラメータ調整手段と、
を有する揺動体装置であって、
前記駆動制御手段は前記第1又は第2の揺動体の少なくとも一つが、A1sinωt+A2sin(nωt+φ)項を少なくとも含む数式(nは2以上の整数)で表される振動状態となるように、前記駆動手段に駆動信号を供給し、
前記制御パラメータ調整手段は前記共振周波数算出手段の出力に基づき制御パラメータを調整することを特徴とする揺動体装置。 - 前記制御パラメータ調整手段は前記共振周波数算出手段の出力と前記駆動信号の角周波数とに基づき制御パラメータを調整することを特徴とする請求項1に記載の揺動体装置。
- 前記制御パラメータ調整手段はPID制御パラメータである、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインのうちの少なくとも一つを調整し、
前記駆動制御手段は、前記比例ゲイン、前記積分ゲイン、前記微分ゲインのうちの少なくとも一つに基づきフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の揺動体装置。 - 前記制御パラメータ調整手段は前記振動系の共振周波数に対応したPID制御パラメータを記憶したテーブルを有し、前記共振周波数算出手段の出力に基づいて前記PID制御パラメータを選択し、制御パラメータを調整することを特徴とする請求項3に記載の揺動体装置。
- 前記制御パラメータ調整手段は前記振動系の共振周波数と前記駆動信号の角周波数とに対応したPID制御パラメータを記憶したテーブルを有し、
前記共振周波数算出手段の出力と駆動角周波数に基づいて前記PID制御パラメータを選択し、制御パラメータを調整することを特徴とする請求項3に記載の揺動体装置。 - 前記駆動制御手段は帯域制限フィルタを有し、前記制御パラメータ調整手段により帯域制限する周波数を調整とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の揺動体装置。
- 前記制御パラメータ調整手段は前記振動系の共振周波数に対応した帯域制限する周波数を記憶したテーブルを有し、前記共振周波数算出手段の出力に基づき帯域制限する周波数を選択し、制御パラメータを調整することを特徴とする請求項6に記載の揺動体装置。
- 前記制御パラメータ調整手段は前記振動系の共振周波数と前記駆動信号の角周波数に対応した帯域制限する周波数を記憶したテーブルを有し、前記共振周波数算出手段の出力と前記駆動信号の角周波数とから帯域制限する周波数を選択し、制御パラメータを調整することを特徴とする請求項6に記載の揺動体装置。
- 前記駆動制御手段は前記駆動手段にB1sinωt+B2sin(nωt+Ψ)項を少なくとも含む数式(nは2以上の整数)で表される駆動信号を供給することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の揺動体装置。
- 前記振動検出手段は前記第1又は第2の揺動体の少なくとも一つの振動状態を表す係数であるA1、A2、φの少なくとも一つを検出し、
前記駆動制御手段は、前記A1、A2、φのうちの少なくとも一つが所定の値となるように前記駆動信号のB1、B2、Ψのうちの少なくとも一つを調整することを特徴とする請求項9に記載の揺動体装置。 - 請求項1乃至10のいずれか1項に記載の揺動体装置と、前記第1又は第2の揺動体の少なくとも一つの揺動体の上に形成された反射面とを有することを特徴とする光偏向器。
- 光源と、請求項11に記載の光偏向器と、感光体とを有し、前記光偏向器は、前記光源からの光を前記光偏向器により偏向し、前記光の少なくとも一部を前記感光体に照射し静電潜像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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