JP3875882B2

JP3875882B2 - Drive control circuit for electromagnetic drive

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Publication number: JP3875882B2
Application number: JP2001378244A
Authority: JP
Inventors: 庄司岩崎
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: JP2002247887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁駆動装置を駆動源とする各種機器の駆動制御回路に関し、特に電源をＯＮした時、あるいは電源がＯＦＦ時における電磁駆動装置へのダメージを防止して電磁駆動装置の動作の安定化を図るとともに寿命を長くすることを可能にした駆動制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電磁駆動装置は、駆動コイルに通流する電流を制御して磁界を発生し、マグネット（永久磁石）との間に生じる磁力を利用してアクチュエータを駆動するものであり、小型に構成できることから、カメラの対物レンズ駆動装置、レーザ走査装置の走査位置補正装置、あるいはリニアモータ駆動装置等の駆動源に利用されている。例えば、レーザ走査装置の走査位置補正装置では、具体例については後述するように、電磁駆動装置に固定されたマグネット内に、柔軟な給電線に接続された駆動コイルを揺動可能に支持しておき、当該駆動コイルに電流を通流することで駆動コイルをマグネット内で揺動し、当該駆動コイルに支持させているプリズムを光軸に対して揺動することで、レーザ光の光路を偏向させるのに使用される。このような電磁駆動装置を駆動するための駆動制御回路では、駆動コイルに通流する電流方向を制御するために、図９に示す回路が用いられている。
【０００３】
同図において、駆動制御回路はドライブ回路４１を備えており、当該ドライブ回路４１はオペアンプＯＰと、抵抗Ｒと、ＮＰＮトランジスタＴＲ１とＰＮＰトランジスタＴＲ２をコンプリメンタリ・エミッタフォロア接続した電流バッファ回路４１１とで構成されている。当該ドライブ回路４１は、いわゆる電圧−電流変換回路であり、入力される駆動制御信号電圧ＣＳに応じた電流を駆動回路２４へ供給するものである。
【０００４】
このような電圧−電流変換型駆動制御回路によれば、出力電流Ｉは、駆動コイル２４とＲを介して接地電位へ通流される。当該ドライブ回路４１は、駆動制御信号電圧ＣＳと、出力電流Ｉによって生じた電圧Ｒ×Ｉの値が等しくなるような動作をする。駆動制御信号電圧ＣＳが正電圧のときには、駆動コイル２４のＡ端子に正電源＋ＶＣＣの電圧が印加される状態となり、Ａ端子からＢ端子に向けて電流が通流される。また、駆動制御信号電圧ＣＳが負電圧のときには、駆動コイル２４のＡ端子に負電源−ＶＣＣの電圧が印加される状態となり、Ｂ端子からＡ端子に向けて電流が通流される。このように、駆動コイル２４の電流の向きが反転されることで、駆動コイル２４とマグネット２２３との間に生じる磁力の方向も反転され、駆動コイル２４は駆動方向が反転され、所要の動作を制御することが可能になる。また、駆動制御信号電圧ＣＳの入力レベルに応じてドライブ回路４１から出力される電圧レベル、すなわち駆動コイル２４に通流される電流値が変化制御されるため、駆動コイル２４とマグネット２２３との間の磁力が変化制御され、駆動コイル２４の揺動量が制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような駆動制御回路では、電源（正電源及び負電源）がＯＦＦの状態からＯＮされ、各電源電圧が０Ｖから徐々に上昇または下降して所定の電圧に達して安定するまでの間に、例えば、一方の電源の電圧の立ち上がりが他方の電源の電圧よりも早く立ち上がったような場合に、前段の回路をも含めて回路動作が不安定なものになる。そのため、例えば、電源の電圧の立ち上がりの初期の段階（オペアンプＯＰの動作が保証されない電圧範囲）においてオペアンプＯＰの出力が＋ＶＣＣまたは−ＶＣＣ側に張り付いてしまい、ドライブ回路４１から最大出力電流が駆動コイル２４に通流され、電磁駆動装置に電気的なダメージ、及びアクチュエータの衝突による機械的なダメージを与えてしまうことがある。
【０００６】
一方、電源がＯＦＦの状態では、駆動コイル２４には通電されておらず、駆動コイル２４は電気的にオープン状態とされているため、駆動コイル２４とマグネット２２３との間に磁力関係が生じることがなく、駆動コイル２４は揺動が自由な状態にある。そのため、機器の外部から振動や衝撃等が駆動コイル２４に伝えられたときに、駆動コイル２４が揺動制御限界を越えて大きく揺動され、揺動コイル２４に接続されている細い給電線が断線され、あるいは駆動コイル２４を支持している支持機構等に機械的なダメージを与えてしまうことがある。
【０００７】
なお、以上の例は、正負の２電源方式の駆動制御回路の例であるが、１電源方式の駆動制御回路の場合においても、電源をＯＮしたときに電源電圧が所定の電圧に達するまでに時間がかかったような場合には、同様にドライブ回路からの最大出力電流が駆動コイルに通流されて電磁駆動装置に電気的なダメージを与え、あるいは、電源がＯＦＦの状態で駆動コイルの状態が不安定になり、電磁駆動装置に機械的なダメージを与えることがある。そのため、従来の駆動制御回路では、電磁駆動装置の動作が不安定なものになり、またその寿命が短いものになるという問題が生じている。
【０００８】
本発明の目的は、電源をＯＮした際、あるいは電源ＯＦＦ時における電気的、機械的なダメージを防止し、安定な動作を可能を可能にし、寿命を長くした電磁駆動装置の駆動制御回路を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁駆動装置の駆動制御回路は、駆動制御入力に基づいて電磁駆動装置の駆動コイルに電流を通電するドライブ回路と、前記ドライブ回路の電源の電圧を検出する電圧検出回路と、前記駆動コイルを短絡し、前記電源の電圧が所定電圧に達したときに前記電圧検出回路の検出出力に基づいて前記駆動コイルの短絡状態を解除する駆動コイル短絡部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記駆動コイル短絡部は、例えば、前記電圧検出回路の検出出力により励磁されるマグネットコイルと、前記駆動コイルの両端子間に接続され、通常では前記両端子間を短絡した状態にあり、前記マグネットコイルが励磁されたときに前記両端子間を開放する接点スイッチとを備える電磁リレーとして構成される。また、前記電圧検出回路は、例えば、前記電源と前記駆動コイル短絡部のマグネットコイルとの間に接続され、前記電源の電圧が所定電圧に達したときにＯＮ動作して前記電源を前記マグネットコイルに接続するトランジスタで構成される。
【００１１】
本発明において、前記ドライブ回路の前記電源は正電源と負電源の２電源で構成され、前記電圧検出回路は前記正電源および負電源の各電圧を検出し、前記正電源および負電源の両電圧が所定電圧に達したときに前記駆動コイル短絡部により前記駆動コイルの短絡状態を解除する構成とする。あるいは、前記ドライブ回路の前記電源は正電源または負電源の１電源で構成され、前記電圧検出回路は前記電源の電圧が所定電圧に達したときに前記駆動コイル短絡部により前記駆動コイルの短絡状態を解除する構成とする。
【００１２】
本発明の駆動制御回路によれば、電源をＯＮした際にドライブ回路から過電流が出力された場合でも、正電源と負電源の２電源、あるいは１電源が所定の電圧に達するまで駆動コイル短絡部が駆動コイルを短絡状態に保持するので、駆動コイルに過電流が通流されることがなく、駆動コイルが電気的にダメージを受けることが防止される。また、電源ＯＦＦ時においては、駆動コイルは駆動コイル短絡部によって短絡状態が保持されて閉回路を構成しているので、外部からの振動や衝撃によって駆動コイルが揺動されようとした場合でも、電磁駆動装置の駆動コイルに逆起電力が生じ、この逆起電力によって駆動コイルの揺動を阻止する方向の磁力が発生するので、駆動コイルが機械的なダメージを受けることが防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明にかかる電磁駆動装置を備える機器として、レーザ走査装置に適用した実施形態の概略構成図である。図１において、レーザ走査装置１は、光源としてのレーザダイオード１０１を備えており、前記レーザダイオードから出射されたレーザビームＬＢをコリメートレンズ１０２で平行ビームにし、次いで光軸調整機構１０３で光軸位置を調整し、さらにシリンドリカルレンズ１０４でビーム整形した後、高速回転駆動されるポリゴンミラー１０５に投射する。そして、前記レーザビームＬＢを前記ポリゴンミラー１０５の反射面で反射することによって主走査方向に偏向し、ｆθレンズ１０６を通して感光ドラム１０７の感光面に主走査する。また、前記感光ドラム１０７は主走査方向に沿う回転軸１０７ａを有しており、当該回転軸１０７ａの回りに回転駆動することで、前記レーザビームＬＢを副走査し、感光ドラム１０７の感光面に所望のパターンを描画することが可能である。
【００１４】
ここで、前記光軸調整機構１０３に電磁駆動装置が用いられている。図２は前記光軸調整機構１０３の概略構成の部分分解斜視図であり、図３は同じく組立状態の光軸に沿う断面図である。前記光軸調整機構１０３は、円形穴２１１を有するベース部材２１と、前記ベース部材２１の背面側に取着されるヨーク部材２２と、前記ベース部材２１の前面側に取着されるカバー部材２３とでケーシング２０が構成されている。前記ヨーク部材２２には、前記ベース部材２１の円形穴２１１内内に嵌入される径寸法のヨーク円形窓２２１が開口されており、このヨーク円形窓２２１の周縁部には半円弧状をして径方向に対向位置された一対のヨーク片２２２が一体に形成され、これらヨーク片２２２の内側には前記ヨーク円形窓２２１の内縁に沿ってそれぞれ半円弧状のマグネット２２３が固定支持されている。また、前記ベース部材２１の前記円形穴２１１内には、短円筒状をした駆動コイル２４が同軸に配置され、その水平方向に向けられた径方向の両側面において前記ベース部材２１に支持された一対の揺動軸２５によって支持されており、前記揺動軸２５を軸として垂直方向に所要の角度範囲で揺動可能とされている。前記駆動コイル２４は、円筒状をしたボビン２４１の周面に沿ってコイル線２４２が巻回されており、前記コイル線２４２の両端はそれぞれ柔軟な給電線２４３によって外部に引き出されている。また、前記駆動コイル２４内にはテーパ面を有する可動プリズム２６が当該テーパ面が光軸と交差する状態に支持されている。さらに、前記カバー部材２３には、前記円形穴２１１と同軸位置にカバー円形窓２３１が開口されており、このカバー円形窓２３１内には、前記可動プリズム２６と同様なテーパ面を有する固定プリズム２７が、そのテーパ面を前記可動プリズム２６とは１８０度反対方向に向けて固定支持されている。
【００１５】
前記光軸調整機構１０３の、前記マグネット２２３と、前記駆動コイル２４とは電磁駆動装置３０として構成されるものであり、前記給電線２４３を通して前記駆動コイル２４（コイル線２４２）に通電を行うと、マグネット２２３により構成される磁界と、駆動コイル２４への通電により生じる磁界との相互作用により、駆動コイル２４に磁力が生じ、駆動コイル２４を揺動軸２５の回りに垂直方向に揺動する。この揺動量（揺動角度）は、前記駆動コイル２４に通流する電流値によって決定される。そして、駆動コイル２４が揺動されることにより、図３を参照すると、同図実線の位置にある可動プリズム２６が、同図鎖線のように光軸ＬＯに対して傾動されるため、可動プリズム２６のテーパ面での屈折によってレーザビームＬＢの光軸位置が垂直方向に変位される。この変位量は可動プリズム２６の傾動角度によって決まるため、前記駆動コイル２４の揺動角度を制御することにより、レーザビームＬＢの光軸調整を行うことが可能になる。
【００１６】
図４は前記電磁駆動装置３０を駆動するための駆動制御回路４０の回路図であり、この実施形態では２電源方式の回路例を示している。前記駆動制御回路４０は、図外の制御部から駆動制御信号ＣＳが入力され、この駆動制御信号ＣＳに応じて前記電磁駆動装置３０の駆動コイル２４に通流するための電流を出力するドライブ回路４１と、前記ドライブ回路４１から前記駆動コイル２４に出力される電流を通流し、あるいは駆動コイル２４を短絡する駆動コイル短絡部４２と、前記ドライブ回路４１の電源としての正電源＋ＶＣＣ及び負電源−ＶＣＣの各電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて前記駆動コイル短絡部４２を制御する電圧検出回路４３とで構成されている。
【００１７】
具体的には、前記ドライブ回路４１は、電磁駆動装置３０を制御するための駆動制御信号電圧ＣＳが入力され、この駆動制御信号電圧ＣＳに応じた出力電流を駆動コイル２４へ通流する。当該ドライブ回路４１は、オペアンプＯＰと、当該オペアンプＯＰの反転入力端子と接地間に直列接続された抵抗Ｒと、ＮＰＮトランジスタＴＲ１とＰＮＰトランジスタＴＲ２からなる電流バッファ回路４１１で構成される。そして、前記オペアンプＯＰの非反転入力端子には前記駆動制御信号電圧ＣＳが入力され、また、前記オペアンプＯＰの反転入力端子に接続される抵抗Ｒの接続点は、前記駆動コイル短絡部４２を介して前記駆動コイル２４の一方の端子であるＢ端子に接続される。また、前記電流バッファ回路４１１は、ＮＰＮトランジスタＴＲ１とＰＮＰトランジスタＴＲ２のベースとエミッタをそれぞれ直結し、ベースには前記オペアンプＯＰの出力ＯＰｏｕｔが入力され、エミッタは前記駆動コイル短絡部４２を介して前記駆動コイル２４の他方の端子であるＡ端子に接続される。さらに、前記ＮＰＮトランジスタＴＲ１のコレクタは正電源＋ＶＣＣに接続され、前記ＰＮＰトランジスタＴＲ２のコレクタは負電源−ＶＣＣに接続される。
【００１８】
前記駆動コイル短絡部４２は、ここではノーマリーオン型の電磁リレーで構成されており、前記駆動コイル２４のＡ端子とＢ端子との間に接続された接点スイッチ４２１と、前記接点スイッチ４２１をＯＮ，ＯＦＦ駆動するためのマグネットコイル４２２とで構成されており、前記マグネットコイル４２２に通電されない状態では前記接点スイッチ４２１は閉成状態にあり、前記マグネットコイル４２２に通電されたときに前記接点スイッチ４２１は開放動作される構成となっている。
【００１９】
前記電圧検出回路４３は、前記駆動コイル短絡部４２の前記マグネットコイル４２２の一方の端子と正電源＋ＶＣＣとの間に接続されたＰＮＰトランジスタからなる正側トランジスタＴＲ１１と、前記マグネットコイル４２２の他方の端子と前記負電源−ＶＣＣとの間に接続されたＮＰＮトランジスタからなる負側トランジスタＴＲ１２とを備えている。前記正側トランジスタＴＲ１１は、エミッタが正電源＋ＶＣＣに接続され、コレクタが前記マグネットコイル４２２の一方の端子に接続され、ベースは前記正電源＋ＶＣＣと接地ＧＮＤとの電圧を分圧する抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点に接続され、前記正電源＋ＶＣＣを分圧した電圧が入力される。これにより、正電源＋ＶＣＣが所定の電圧以上になり、ベース電圧が正側トランジスタＴＲ１１のしきい値電圧以上になった時点で正側トランジスタＴＲ１１はＯＮとなる。また、前記負側トランジスタＴＲ１２は、エミッタが負電源−ＶＣＣに接続され、コレクタが前記マグネットコイル４２２の他方の端子に接続され、ベースは前記負電源−ＶＣＣと接地ＧＮＤとの電圧を分圧する抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の接続点に接続され、前記負電源−ＶＣＣを分圧した電圧が入力される。これにより、負電源−ＶＣＣが所定の電圧（絶対値）以上になり、ベース電圧が負側トランジスタＴＲ１２のしきい値電圧以上になった時点で負側トランジスタＴＲ１２はＯＮとなる。
【００２０】
以上の構成の駆動制御回路の動作を図５のタイミング図を参照して説明する。図４の回路において、正電源＋ＶＣＣと負電源−ＶＣＣはいずれもＯＦＦ、すなわち正電源と負電源の電圧はいずれも０Ｖであるとする。また、ドライブ回路４１のバッファ増幅回路４１１の入力端の駆動制御信号ＣＤの入力レベルも０Ｖであるとする。この状態では、電圧検出回路４３の各トランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２はいずれもＯＦＦ状態であるため、駆動コイル短絡部４２のマグネットコイル４２２には電流が流れず、接点スイッチ４２１は閉じており、電磁駆動回路３０の電磁コイル２４はＡ端子とＢ端子が短絡された状態にある。
【００２１】
そして、正電源＋ＶＣＣ及び負電源−ＶＣＣがＯＮされて各電圧が上昇し始め、このとき、図５（ａ）のように、正電圧＋ＶＣＣと負電圧−ＶＣＣの電圧の増加の割合が異なり、正電源の電圧に比較して負電源の電圧の上昇が時間的に遅れる状況になった場合を考える。前段の信号電圧ＣＳ、もしくはオペアンプＯＰ出力が制御されない状況となると、電源電圧の立ち上がりの初期の段階でＯＰｏｕｔに異常電圧が発生してしまう。そのため、図５（ｂ）のように、正電源＋ＶＣＣからＮＰＮトランジスタＴＲ１を通して急激に大電流が流れ、これが出力トランジスタ回路４１２から出力され、さらに駆動コイル短絡部４２ないし駆動コイル２４に印加される状態となる。なお、このＯＰｏｕｔの異常電圧は、オペアンプＯＰの動作が保証されない電圧範囲で発生し、正負の電源電圧の電圧差が規定値にまでなると異常動作は解消され、ＯＰｏｕｔは所定電圧に落ち着くことになる。
【００２２】
このように電圧の立ち上がりの初期においてＯＰｏｕｔの異常電圧が発生するが、この時、図５（ｃ）のように、正電源＋ＶＣＣの電圧が所定の設定電圧＋ＶＴに達することによって、電圧検出回路４３においては、正電源＋ＶＣＣを抵抗Ｒ１１，Ｒ１２で分圧した電圧が正側トランジスタＴＲ１１に入力されるため、当該正側トランジスタＴＲ１１はＯＮとなるが、負電圧−ＶＣＣが所定の設定電圧−ＶＴに達していないため負側トランジスタＴＲ１２はＯＦＦのままである。したがって、電圧検出回路４３の両トランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２間に接続されている駆動コイル短絡部４２のマグネットコイル４２２に電流が流れることはなく、駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１は閉じたままであり、これにより電磁駆動装置３０の駆動コイル２４を短絡状態に保持し、ドライブ回路４１からの過電流が駆動コイル２４に通流されることを防止する。
【００２３】
そして、前記した状態から、図５（ａ）のように、微小時間後に、負電源−ＶＣＣの電圧が所定の設定電圧−ＶＴに達すると、電圧検出回路４３では負側トランジスタＴＲ１２もＯＮとなり、正側トランジスタＴＲ１１および負側トランジスタＴＲ１２を通して正電源＋ＶＣＣから負電源−ＶＣＣに電流が流れ、この電流は駆動コイル短絡部４２のマグネットコイル４２２を通流され、マグネットコイル４２２が励磁される。これにより、図５（ｄ）のように、駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１が開き、駆動コイル２４の短絡状態は解除され、図５（ｂ）のドライブ回路４１からの電流が、図５（ｅ）のように駆動コイル２４のＡ端子からＢ端子に流れ、さらに抵抗Ｒを介して接地ＧＮＤに通流する。このとき、ドライブ回路４１においては、信号電圧ＣＳ、オペアンプ出力ＯＰｏｕｔが既に制御された値となっているので、前記したような過電流状態は既に消滅しており、過電流が駆動コイル２４に通流されることはない。
【００２４】
なお、以上の説明は、負電源−ＶＣＣの電圧の上昇が正電源＋ＶＣＣの電圧上昇よりも速い場合についても同様であり、この場合には電源検出回路４３の負側トランジスタＴＲ１２が先にＯＮするが、正側トランジスタＴＲ１１がＯＦＦ状態にあるため、駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１は駆動コイル２４を短絡した状態を保持し、両電源電圧の電圧不均衡によるドライブ回路４１からの過電流が駆動コイル２４に通流されることはない。
【００２５】
したがって、図１ないし図３に示した光軸調整機構１０３においては、電磁駆動装置３０を構成する駆動コイル２４に磁力が発生し、駆動コイル２４が揺動軸２５を中心にして揺動され、可動プリズム２６を傾動してレーザビームＬＢの光軸ＬＯの位置を変化する。この光軸位置の変化量は、駆動コイル２４に通流される電流値、すなわちドライブ回路４１から出力される電流値、さらに言えばドライブ回路４１に入力される駆動制御信号電圧ＣＳのレベル値によって設定されため、当該駆動制御信号電圧ＣＳの値を調整することによりレーザビームＬＢの光軸位置の調整が可能になる。
【００２６】
このように、電源をＯＮした際に、正電源＋ＶＣＣと負電源−ＶＣＣのいずれか一方のみが所定の電圧に達して状態が生じ、ドライブ回路４１から過電流が出力された場合でも、電圧検出回路４３と駆動コイル短絡部４２とによって両電源がそれぞれ所定の設定電圧に達するまで駆動コイル２４を短絡状態に保持し、駆動コイル２４に過電流が通流されることが防止されるので、駆動コイル２４が電気的、機械的にダメージを受けることが防止される。また、電源をＯＮする前の電源ＯＦＦ時においては、駆動コイル２４は駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１によって短絡状態が保持されて閉回路を構成しているので、仮に外部からの振動や衝撃によって駆動コイル２４が揺動される場合でも、マグネット２２３の磁界によって駆動コイル２４には逆起電力が生じ、この逆起電力によって駆動コイル２４の揺動を阻止する方向の磁力が発生し、いわゆるショートブレーキ状態となり、外部振動等によっても駆動コイル２４に機械的なダメージが生じることはない。
【００２７】
図６は前記駆動制御回路４０のうち、電圧検出回路４３を変形した実施形態の回路図である。なお、図４と等価な部分には同一符号を付しており、詳細な説明は省略する。この実施形態では、電圧検出回路４３Ａを構成している正側トランジスタＴＲ１１であるＰＮＰトランジスタのベースに接続されていた前記抵抗Ｒ１２を除去するとともに、負側トランジスタＴＲ１２であるＮＰＮトランジスタのベースに接続されていた前記抵抗Ｒ１４を除去し、その代わりに前記両トランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２の各ベース間に、ツェナーダイオードＺＤを順方向に介挿接続したことを特徴としている。また、前記トランジスタＴＲ１１のエミッタと正電源＋ＶＣＣとの間に抵抗Ｒ１５を、前記トランジスタＴＲ１２のエミッタと負電源−ＶＣＣとの間に抵抗Ｒ１６をそれぞれ接続している。前記ツェナーダイオードＺＤは、その降伏電圧ＶＺが、前記正電源＋ＶＣＣの電圧と負電源−ＶＣＣの電圧がそれぞれ所定の電圧に達したときに、両電圧の差電圧、すなわち両電圧の絶対値を加算した電圧差ΔＶＴにほぼ等しい規格のものが用いられる。
【００２８】
このようにすれば、図７（ａ）に示すように、正電源＋ＶＣＣまたは負電源−ＶＣＣの一方（ここでは負電源）の電圧が他方（ここでは正電源）の電圧よりも電圧上昇が遅く、所定の電圧に達しない場合でも、他方の電圧が短時間で所定の電圧に達し、さらに電圧が上昇して一方の電圧との電圧差（両電圧の絶対値の合計電圧）ΔＶＴが前記ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧ＶＺ以上になったときに電圧検出回路４３からの検出出力により駆動コイル短絡部４２が接点スイッチ４２１を開放状態に切り替えることが可能になる。すなわち、図７（ｂ）に示すように、電源ＯＮ時に生じるドライブ回路４１からの過電流は、電流バッファ回路４１１の一方のトランジスタのＯＮ動作の立ち上がりが他方のトランジスタのＯＮ動作に比較して極端に遅れた場合に生じるものであり、当該他方のトランジスタのＯＮ動作がある程度立ち上がった状態では過電流は最早消滅している。また、実際の電流バッファ回路４１１においては、両方のトランジスタのＯＮ動作の立ち上がりはほぼ同程度であり、両者間に大きな差が生じることは殆どない。したがって、図７（ｃ）に示すように、正電源＋ＶＣＣと負電源−ＶＣＣの電圧差ΔＶＴに基づいて駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１を開放状態に切り替えた場合でも、図７（ｄ）に示すように、過電流が駆動コイル２４に通流されることはない。その反面、ＯＮ動作の立ち上がりが遅い側の電源（負電源ＶＣＣ）が所定の電圧に達するまで駆動コイル２４を短絡状態に保つ必要がなくなり、電磁駆動装置３０を迅速に制御することが可能になる。
【００２９】
また、本実施形態においても、正電源＋ＶＣＣと負電源−ＶＣＣの電圧の合計が所定の電圧に達するまでは、駆動コイル短絡部４２によって駆動コイル２４が短絡状態にあるため、駆動コイル２４はショートブレーキ状態にあり、前記実施形態と同様に機械的なダメージが防止できることも言うまでもない。
【００３０】
ここで、前記実施形態ではドライブ回路４１の電流バッファ回路４１１を構成するトランジスタＴＲ１，ＴＲ２、あるいは電圧検出回路４３を構成するトランジスタＴＲ１１，ＴＲ１２は、前記実施形態で示したようなバイポーラトランジスタに限られるものではなく、電界効果トランジスタで構成してもよい。また、駆動コイル短絡部４２は、電磁リレーで構成されるものに限られることはなく、通電によってＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる電子スイッチで構成することも可能である。
【００３１】
また、前記各実施形態では、ドライブ回路４１及び電磁駆動装置３０を正負の２電源で駆動する回路方式に本発明を適用した場合を説明したが、正電源または負電源の１電源で駆動する回路方式に本発明を適用することも可能である。例えば、図８は正電源＋ＶＣＣの１電源で駆動する実施形態の回路図である。
【００３２】
このような正電源のみの１電源の回路方式に本発明を適用することで、正電源＋ＶＣＣをＯＮしたときには、電圧が所定の設定電圧＋ＶＴに達するまで電圧検出回路４３ＢのトランジスタＴＲ１１がＯＦＦ状態にあり、駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１により駆動コイル２４の短絡状態を保持しているので、当該正電源のＯＮによってドライブ回路４１から出力されるサージ電圧等による過電流が駆動コイル２４に通流されることが防止でき、駆動コイル２４の電気的なダメージが防止できる。正電源＋ＶＣＣが上昇して所定の設定電圧＋ＶＴに達した時点で、電圧検出回路４３ＢのトランジスタＴＲ１１がＯＮし、駆動コイル短絡部４２の接点スイッチ４２１を開放し、ドライブ回路４１の出力を駆動コイル２４に通流し、電磁駆動装置３０を駆動することは前記各実施形態と同じである。また、正電源＋ＶＣＣが所定の電圧に達するまでは、駆動コイル短絡部４２によって駆動コイル２４が短絡状態にあるため、前記各実施形態と同様に機械的なダメージが防止できることも言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の駆動制御回路によれば、電磁駆動装置の駆動コイルを常時短絡し、電源電圧が所定の電圧に達したときに電圧検出回路からの出力により当該駆動コイルの短絡を解除する駆動コイル短絡部を備えているので、電源をＯＮした際にドライブ回路から過電流が出力された場合でも、電源の電圧が所定の電圧に達するまで駆動コイル短絡部が駆動コイルを短絡状態に保持することができ、駆動コイルに過電流が通流されることがなく、駆動コイルが電気的、機械的にダメージを受けることが防止される。また、電源ＯＦＦ時においては、駆動コイルは駆動コイル短絡部によって短絡状態が保持されて閉回路が構成されるので、外部からの振動や衝撃によって駆動コイルが揺動されようとした場合でも、電磁駆動装置の駆動コイルに逆起電力が生じ、この逆起電力によって駆動コイルの揺動を阻止する方向の磁力が発生するので、駆動コイルが機械的なダメージを受けることが防止される。これにより、電磁駆動装置の動作を安定化し、かつ寿命を長くすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電磁駆動装置を備えたレーザ走査装置の概略構成図である。
【図２】図１の電磁駆動装置を備えた光軸調整装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２の光軸調整装置の動作を説明するための光軸方向に沿う断面図である。
【図４】本発明の駆動制御回路の一実施形態の回路図である。
【図５】図４の駆動制御回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図６】本発明の駆動制御回路の変形した実施形態の回路図である。
【図７】図６の駆動制御回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図８】本発明の駆動制御回路のさらに変形した実施形態の回路図である。
【図９】従来の駆動制御回路の一例の回路図である。
【符号の説明】
１レーザ走査装置
１０１レーザダイオード
１０３光軸調整機構
１０５ポリゴンミラー
１０６ｆθレンズ
１０７感光ドラム
２４駆動コイル
２６可動プリズム
２７固定プリズム
２２３マグネット
３０電磁駆動装置
４０駆動制御回路
４１ドライブ回路
４１１電流バッファ回路
４２駆動コイル短絡部
４２１接点スイッチ
４２２マグネットコイル
４３，４３Ａ，４３Ｂ電圧検出回路
ＴＲ１，ＴＲ２出力トランジスタ回路のトランジスタ
ＴＲ１１，ＴＲ１２電圧検出回路のトランジスタ
ＺＤツェナーダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control circuit for various devices using an electromagnetic drive device as a drive source, and in particular, when the power is turned on or when the power is turned off, the electromagnetic drive device is prevented from being damaged to stabilize the operation of the electromagnetic drive device. In addition, the present invention relates to a drive control circuit that can increase the service life.
[0002]
[Prior art]
The electromagnetic drive device controls the current flowing through the drive coil to generate a magnetic field and drives the actuator using the magnetic force generated between the magnet (permanent magnet) and can be configured in a small size. It is used as a driving source for a camera objective lens driving device, a laser scanning device scanning position correction device, or a linear motor driving device. For example, in a scanning position correction device of a laser scanning device, as will be described in detail later, a drive coil connected to a flexible power supply line is supported in a swingable manner in a magnet fixed to an electromagnetic drive device. The drive coil is swung in the magnet by passing current through the drive coil, and the optical path of the laser beam is deflected by swinging the prism supported by the drive coil with respect to the optical axis. Used to let In the drive control circuit for driving such an electromagnetic drive device, the circuit shown in FIG. 9 is used to control the direction of the current flowing through the drive coil.
[0003]
In the figure, the drive control circuit includes a drive circuit 41. The drive circuit 41 includes an operational amplifier OP, a resistor R, and a current buffer circuit 411 in which an NPN transistor TR1 and a PNP transistor TR2 are connected in a complementary-emitter follower. Has been. The drive circuit 41 is a so-called voltage-current conversion circuit, and supplies a current corresponding to the input drive control signal voltage CS to the drive circuit 24.
[0004]
According to such a voltage-current conversion drive control circuit, the output current I is passed through the drive coil 24 and R to the ground potential. The drive circuit 41 operates so that the drive control signal voltage CS and the value of the voltage R × I generated by the output current I are equal. When the drive control signal voltage CS is a positive voltage, the voltage of the positive power supply + VCC is applied to the A terminal of the drive coil 24, and a current flows from the A terminal to the B terminal. Further, when the drive control signal voltage CS is a negative voltage, the voltage of the negative power source -VCC is applied to the A terminal of the drive coil 24, and a current flows from the B terminal toward the A terminal. Thus, by reversing the direction of the current in the drive coil 24, the direction of the magnetic force generated between the drive coil 24 and the magnet 223 is also reversed, and the drive coil 24 is reversed in the drive direction and performs the required operation. It becomes possible to control. Further, since the voltage level output from the drive circuit 41 according to the input level of the drive control signal voltage CS, that is, the value of the current passed through the drive coil 24, is controlled to change, the voltage between the drive coil 24 and the magnet 223 is controlled. The magnetic force is controlled to change, and the swing amount of the drive coil 24 is controlled.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In such a drive control circuit, the power source (positive power source and negative power source) is turned on from the OFF state, and each power source voltage gradually rises or falls from 0 V until it reaches a predetermined voltage and becomes stable. For example, when the rise of the voltage of one power supply rises earlier than the voltage of the other power supply, the circuit operation including the previous stage circuit becomes unstable. For this reason, for example, the output of the operational amplifier OP sticks to the + VCC or −VCC side at the initial stage of the rise of the power supply voltage (the voltage range in which the operation of the operational amplifier OP is not guaranteed), and the maximum output current is driven from the drive circuit 41. The coil 24 may cause electrical damage to the electromagnetic drive device and mechanical damage due to actuator collision.
[0006]
On the other hand, when the power is OFF, the drive coil 24 is not energized, and the drive coil 24 is electrically open, so that there is a magnetic force relationship between the drive coil 24 and the magnet 223. The drive coil 24 is in a freely swinging state. Therefore, when vibration or impact is transmitted to the drive coil 24 from the outside of the device, the drive coil 24 is greatly swung beyond the swing control limit, and the thin power supply line connected to the swing coil 24 is The support may be broken or mechanical damage may be caused to the support mechanism that supports the drive coil 24.
[0007]
The above example is an example of a positive and negative two-power-source drive control circuit, but even in the case of a one-power-source drive control circuit, the power supply voltage reaches a predetermined voltage when the power is turned on. If it takes time, the maximum output current from the drive circuit is similarly passed through the drive coil to cause electrical damage to the electromagnetic drive device, or the state of the drive coil when the power is off. May become unstable and cause mechanical damage to the electromagnetic drive. Therefore, the conventional drive control circuit has a problem that the operation of the electromagnetic drive device becomes unstable and its life is short.
[0008]
An object of the present invention is to provide a drive control circuit for an electromagnetic drive device that prevents electrical and mechanical damage when the power is turned on or when the power is turned off, enables stable operation, and has a long life. To do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The drive control circuit of the electromagnetic drive device according to the present invention includes a drive circuit that supplies current to a drive coil of the electromagnetic drive device based on a drive control input, a voltage detection circuit that detects a voltage of a power supply of the drive circuit, and the drive And a drive coil short-circuit unit that cancels the short-circuit state of the drive coil based on a detection output of the voltage detection circuit when the voltage of the power supply reaches a predetermined voltage.
[0010]
Here, the drive coil short-circuit portion is connected, for example, between the magnet coil excited by the detection output of the voltage detection circuit and both terminals of the drive coil, and is normally in a state where the two terminals are short-circuited. And an electromagnetic relay including a contact switch that opens between the two terminals when the magnet coil is excited. The voltage detection circuit is connected, for example, between the power supply and the magnet coil of the drive coil short-circuit portion, and is turned on when the voltage of the power supply reaches a predetermined voltage to turn the power supply to the magnet coil. It is composed of transistors connected to
[0011]
In the present invention, the power source of the drive circuit is composed of two power sources, a positive power source and a negative power source, and the voltage detection circuit detects each voltage of the positive power source and the negative power source, and both voltages of the positive power source and the negative power source are detected. When the voltage reaches a predetermined voltage, the drive coil short-circuit portion releases the short-circuit state of the drive coil. Alternatively, the power source of the drive circuit is configured by one power source of a positive power source or a negative power source, and the voltage detection circuit is in a short-circuit state of the drive coil by the drive coil short-circuit unit when the voltage of the power source reaches a predetermined voltage. It is set as the structure which cancels | releases.
[0012]
According to the drive control circuit of the present invention, even when an overcurrent is output from the drive circuit when the power is turned on, the drive coil is short-circuited until the two power sources of the positive power source and the negative power source or one power source reaches a predetermined voltage. Since the unit holds the drive coil in a short-circuited state, no overcurrent flows through the drive coil, and the drive coil is prevented from being damaged electrically. In addition, when the power is turned off, the drive coil is held in a short circuit state by the drive coil short circuit part to form a closed circuit, so even if the drive coil is about to be swung by external vibration or impact, A back electromotive force is generated in the drive coil of the electromagnetic drive device, and the back electromotive force generates a magnetic force in a direction that prevents the drive coil from swinging, so that the drive coil is prevented from being mechanically damaged.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment applied to a laser scanning device as a device including an electromagnetic drive device according to the present invention. In FIG. 1, the laser scanning device 1 includes a laser diode 101 as a light source. A laser beam LB emitted from the laser diode is converted into a parallel beam by a collimator lens 102, and then the optical axis position is adjusted by an optical axis adjustment mechanism 103. Are further shaped by the cylindrical lens 104 and then projected onto the polygon mirror 105 that is driven to rotate at high speed. Then, the laser beam LB is reflected in the main scanning direction by being reflected by the reflecting surface of the polygon mirror 105, and main scanning is performed on the photosensitive surface of the photosensitive drum 107 through the fθ lens 106. The photosensitive drum 107 has a rotation shaft 107a along the main scanning direction, and is driven to rotate about the rotation shaft 107a, thereby sub-scanning the laser beam LB to the photosensitive surface of the photosensitive drum 107. It is possible to draw a desired pattern.
[0014]
Here, an electromagnetic drive device is used for the optical axis adjusting mechanism 103. FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the schematic configuration of the optical axis adjusting mechanism 103, and FIG. 3 is a sectional view along the optical axis in the assembled state. The optical axis adjusting mechanism 103 includes a base member 21 having a circular hole 211, a yoke member 22 attached to the back side of the base member 21, and a cover member 23 attached to the front side of the base member 21. And the casing 20 is comprised. The yoke member 22 has a yoke circular window 221 having a diameter dimension that is fitted into the circular hole 211 of the base member 21, and the yoke circular window 221 has a semicircular arc shape at the periphery. A pair of yoke pieces 222 opposed to each other in the radial direction are integrally formed, and a semicircular magnet 223 is fixedly supported inside the yoke pieces 222 along the inner edge of the yoke circular window 221. Further, a short cylindrical drive coil 24 is coaxially disposed in the circular hole 211 of the base member 21 and is supported by the base member 21 on both side surfaces in the radial direction directed in the horizontal direction. It is supported by a pair of swing shafts 25 and can swing within a required angle range in the vertical direction with the swing shaft 25 as an axis. The drive coil 24 is wound with a coil wire 242 along a peripheral surface of a cylindrical bobbin 241, and both ends of the coil wire 242 are led out to the outside by flexible power supply wires 243. A movable prism 26 having a tapered surface is supported in the drive coil 24 so that the tapered surface intersects the optical axis. Further, a cover circular window 231 is opened in the cover member 23 at a position coaxial with the circular hole 211, and a fixed prism 27 having a tapered surface similar to the movable prism 26 is formed in the cover circular window 231. However, the taper surface is fixedly supported in the direction opposite to the movable prism 26 by 180 degrees.
[0015]
The magnet 223 and the drive coil 24 of the optical axis adjusting mechanism 103 are configured as an electromagnetic drive device 30, and when the drive coil 24 (coil wire 242) is energized through the feed line 243. The magnetic force generated in the drive coil 24 due to the interaction between the magnetic field formed by the magnet 223 and the magnetic field generated by energizing the drive coil 24 causes the drive coil 24 to swing around the swing shaft 25 in the vertical direction. . This swing amount (swing angle) is determined by the value of the current flowing through the drive coil 24. When the drive coil 24 is oscillated, the movable prism 26 located at the solid line in FIG. 3 is tilted with respect to the optical axis LO as shown by the chain line in FIG. The optical axis position of the laser beam LB is displaced in the vertical direction by refraction at the tapered surface 26. Since this displacement amount is determined by the tilt angle of the movable prism 26, the optical axis of the laser beam LB can be adjusted by controlling the swing angle of the drive coil 24.
[0016]
FIG. 4 is a circuit diagram of a drive control circuit 40 for driving the electromagnetic drive device 30. In this embodiment, a circuit example of a dual power supply system is shown. The drive control circuit 40 receives a drive control signal CS from a control unit (not shown), and outputs a current for passing through the drive coil 24 of the electromagnetic drive device 30 in accordance with the drive control signal CS. 41, a drive coil short circuit section 42 for passing a current output from the drive circuit 41 to the drive coil 24 or short-circuiting the drive coil 24, and a positive power source + VCC and a negative power source − as a power source of the drive circuit 41 The voltage detection circuit 43 detects each voltage of VCC and controls the drive coil short-circuit portion 42 based on the detected voltage.
[0017]
Specifically, the drive circuit 41 receives a drive control signal voltage CS for controlling the electromagnetic drive device 30 and passes an output current corresponding to the drive control signal voltage CS to the drive coil 24. The drive circuit 41 includes an operational amplifier OP, a resistor R connected in series between the inverting input terminal of the operational amplifier OP and the ground, and a current buffer circuit 411 including an NPN transistor TR1 and a PNP transistor TR2. The drive control signal voltage CS is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP, and the connection point of the resistor R connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP is connected to the driving coil short circuit unit 42. And connected to the B terminal which is one terminal of the drive coil 24. The current buffer circuit 411 directly connects the bases and emitters of the NPN transistor TR1 and the PNP transistor TR2, respectively. The output OPout of the operational amplifier OP is input to the base, and the emitter is connected via the drive coil short-circuit unit 42. The other terminal of the drive coil 24 is connected to the A terminal. Further, the collector of the NPN transistor TR1 is connected to a positive power source + VCC, and the collector of the PNP transistor TR2 is connected to a negative power source -VCC.
[0018]
Here, the drive coil short-circuit portion 42 is composed of a normally-on type electromagnetic relay. The contact switch 421 connected between the A terminal and the B terminal of the drive coil 24 and the contact switch 421 are connected to each other. The contact switch 421 is in a closed state when the magnet coil 422 is not energized, and the contact switch when the magnet coil 422 is energized. 421 is configured to be opened.
[0019]
The voltage detection circuit 43 includes a positive-side transistor TR11 composed of a PNP transistor connected between one terminal of the magnet coil 422 of the drive coil short-circuit portion 42 and a positive power source + VCC, and the other of the magnet coil 422. And a negative transistor TR12 made of an NPN transistor connected between the terminal and the negative power source -VCC. The positive transistor TR11 has an emitter connected to the positive power supply + VCC, a collector connected to one terminal of the magnet coil 422, and a base connected to resistors R11 and R12 that divide the voltage between the positive power supply + VCC and the ground GND. A voltage obtained by dividing the positive power source + VCC is connected to the connection point. As a result, when the positive power supply + VCC becomes equal to or higher than a predetermined voltage and the base voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage of the positive side transistor TR11, the positive side transistor TR11 is turned on. The negative side transistor TR12 has an emitter connected to the negative power source -VCC, a collector connected to the other terminal of the magnet coil 422, and a base that is a resistor that divides the voltage between the negative power source -VCC and the ground GND. A voltage obtained by dividing the negative power supply -VCC is input to the connection point of R13 and R14. As a result, when the negative power supply −VCC becomes equal to or higher than a predetermined voltage (absolute value) and the base voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage of the negative side transistor TR12, the negative side transistor TR12 is turned on.
[0020]
The operation of the drive control circuit having the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG. In the circuit of FIG. 4, it is assumed that the positive power supply + VCC and the negative power supply −VCC are both OFF, that is, the voltages of the positive power supply and the negative power supply are both 0V. It is also assumed that the input level of the drive control signal CD at the input terminal of the buffer amplifier circuit 411 of the drive circuit 41 is 0V. In this state, since each of the transistors TR11 and TR12 of the voltage detection circuit 43 is in an OFF state, no current flows through the magnet coil 422 of the drive coil short-circuit portion 42, and the contact switch 421 is closed, and the electromagnetic drive circuit The 30 electromagnetic coils 24 are in a state where the A terminal and the B terminal are short-circuited.
[0021]
Then, the positive power source + VCC and the negative power source -VCC are turned on, and each voltage starts to rise. At this time, as shown in FIG. 5A, the rate of increase of the positive voltage + VCC and the negative voltage -VCC is different. Consider a case where the rise in the voltage of the negative power supply is delayed in time compared to the voltage of the positive power supply. If the signal voltage CS in the previous stage or the operational amplifier OP output is not controlled, an abnormal voltage is generated in OPout at the initial stage of the rise of the power supply voltage. Therefore, as shown in FIG. 5B, a large current suddenly flows from the positive power supply + VCC through the NPN transistor TR1, and this is output from the output transistor circuit 412 and further applied to the drive coil short circuit section 42 or the drive coil 24. It becomes. The abnormal voltage OPout is generated in a voltage range in which the operation of the operational amplifier OP is not guaranteed. When the voltage difference between the positive and negative power supply voltages reaches a specified value, the abnormal operation is eliminated, and OPout settles to a predetermined voltage. .
[0022]
As described above, an abnormal voltage OPout is generated at the initial stage of the voltage rise. At this time, as shown in FIG. 5C, the voltage of the positive power supply + VCC reaches a predetermined set voltage + VT, whereby the voltage detection circuit 43 , The voltage obtained by dividing the positive power supply + VCC by the resistors R11 and R12 is input to the positive side transistor TR11. Therefore, the positive side transistor TR11 is turned on, but the negative voltage −VCC is set to the predetermined set voltage −VT. Since it has not reached, the negative side transistor TR12 remains OFF. Therefore, no current flows through the magnet coil 422 of the drive coil short-circuit portion 42 connected between both transistors TR11 and TR12 of the voltage detection circuit 43, and the contact switch 421 of the drive coil short-circuit portion 42 remains closed. As a result, the drive coil 24 of the electromagnetic drive device 30 is held in a short-circuit state, and an overcurrent from the drive circuit 41 is prevented from flowing through the drive coil 24.
[0023]
Then, from the above state, as shown in FIG. 5A, when the voltage of the negative power supply −VCC reaches a predetermined set voltage −VT after a short time, the voltage detection circuit 43 also turns on the negative side transistor TR12. A current flows from the positive power supply + VCC to the negative power supply −VCC through the positive side transistor TR11 and the negative side transistor TR12. This current flows through the magnet coil 422 of the drive coil short-circuit portion 42, and the magnet coil 422 is excited. As a result, as shown in FIG. 5D, the contact switch 421 of the drive coil short circuit section 42 is opened, the short circuit state of the drive coil 24 is released, and the current from the drive circuit 41 in FIG. As shown in (e), the current flows from the A terminal to the B terminal of the drive coil 24 and further flows through the resistor R to the ground GND. At this time, in the drive circuit 41, since the signal voltage CS and the operational amplifier output OPout are already controlled values, the overcurrent state as described above has already disappeared, and the overcurrent passes through the drive coil 24. It will not be washed away.
[0024]
The above description is the same when the voltage increase of the negative power supply −VCC is faster than the voltage increase of the positive power supply + VCC. In this case, the negative side transistor TR12 of the power supply detection circuit 43 is turned on first. However, since the positive side transistor TR11 is in the OFF state, the contact switch 421 of the drive coil short-circuit unit 42 maintains the state in which the drive coil 24 is short-circuited, and an overcurrent from the drive circuit 41 due to voltage imbalance between both power supply voltages is generated. There is no flow through the drive coil 24.
[0025]
Accordingly, in the optical axis adjusting mechanism 103 shown in FIGS. 1 to 3, a magnetic force is generated in the drive coil 24 constituting the electromagnetic drive device 30, and the drive coil 24 is swung around the swing shaft 25. The movable prism 26 is tilted to change the position of the optical axis LO of the laser beam LB. The amount of change in the optical axis position is set by the current value passed through the drive coil 24, that is, the current value output from the drive circuit 41, more specifically, the level value of the drive control signal voltage CS input to the drive circuit 41. Therefore, the optical axis position of the laser beam LB can be adjusted by adjusting the value of the drive control signal voltage CS.
[0026]
In this way, when the power supply is turned on, only one of the positive power supply + VCC and the negative power supply -VCC reaches a predetermined voltage and a state occurs, and even when an overcurrent is output from the drive circuit 41, the voltage detection The circuit 43 and the drive coil short-circuit portion 42 hold the drive coil 24 in a short-circuited state until both power sources reach a predetermined set voltage, and an overcurrent is prevented from flowing through the drive coil 24. 24 is prevented from being damaged electrically and mechanically. Further, when the power is turned off before the power is turned on, the drive coil 24 is held in a short circuit state by the contact switch 421 of the drive coil short-circuit portion 42 to form a closed circuit. Even when the drive coil 24 is oscillated by this, a back electromotive force is generated in the drive coil 24 by the magnetic field of the magnet 223, and this back electromotive force generates a magnetic force in a direction that prevents the drive coil 24 from oscillating. A short brake state occurs, and no mechanical damage is caused to the drive coil 24 by external vibration or the like.
[0027]
FIG. 6 is a circuit diagram of an embodiment in which the voltage detection circuit 43 in the drive control circuit 40 is modified. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part equivalent to FIG. 4, and detailed description is abbreviate | omitted. In this embodiment, the resistor R12 connected to the base of the PNP transistor which is the positive side transistor TR11 constituting the voltage detection circuit 43A is removed and connected to the base of the NPN transistor which is the negative side transistor TR12. The resistor R14 is removed, and instead, a Zener diode ZD is inserted in the forward direction between the bases of the transistors TR11 and TR12. A resistor R15 is connected between the emitter of the transistor TR11 and the positive power source + VCC, and a resistor R16 is connected between the emitter of the transistor TR12 and the negative power source -VCC. The Zener diode ZD adds the difference voltage between the two voltages, that is, the absolute value of both voltages, when the breakdown voltage VZ reaches the predetermined voltage of the positive power supply + VCC voltage and the negative power supply −VCC voltage, respectively. A standard having a voltage difference approximately equal to the voltage difference ΔVT is used.
[0028]
In this way, as shown in FIG. 7A, the voltage rise of one of the positive power supply + VCC or the negative power supply -VCC (here, the negative power supply) is slower than the voltage of the other (here, the positive power supply). Even when the voltage does not reach the predetermined voltage, the other voltage reaches the predetermined voltage in a short time, the voltage further increases, and the voltage difference from one voltage (the total voltage of the absolute values of both voltages) ΔVT is When the breakdown voltage VZ of the diode ZD becomes equal to or higher than that, the detection output from the voltage detection circuit 43 enables the drive coil short-circuit unit 42 to switch the contact switch 421 to the open state. That is, as shown in FIG. 7B, the overcurrent generated from the drive circuit 41 when the power is turned on is more extreme than the ON operation of one transistor of the current buffer circuit 411 compared to the ON operation of the other transistor. The overcurrent disappears as soon as the ON operation of the other transistor rises to some extent. In the actual current buffer circuit 411, both transistors have substantially the same rise in ON operation, and there is almost no difference between the two. Therefore, as shown in FIG. 7C, even when the contact switch 421 of the drive coil short-circuit portion 42 is switched to the open state based on the voltage difference ΔVT between the positive power source + VCC and the negative power source −VCC, FIG. As shown, the overcurrent is not passed through the drive coil 24. On the other hand, it is not necessary to keep the drive coil 24 in a short-circuited state until the power supply (negative power supply VCC) on which the rise of the ON operation is late reaches a predetermined voltage, and the electromagnetic drive device 30 can be quickly controlled. .
[0029]
Also in this embodiment, the drive coil 24 is short-circuited by the drive coil short-circuit unit 42 until the sum of the voltages of the positive power supply + VCC and the negative power supply −VCC reaches a predetermined voltage, so that the drive coil 24 is short-circuited. Needless to say, the vehicle is in a brake state and mechanical damage can be prevented as in the above-described embodiment.
[0030]
Here, in the embodiment, the transistors TR1 and TR2 constituting the current buffer circuit 411 of the drive circuit 41 or the transistors TR11 and TR12 constituting the voltage detection circuit 43 are limited to the bipolar transistors as shown in the embodiment. Instead of a field effect transistor, it may be composed of a field effect transistor. Moreover, the drive coil short circuit part 42 is not restricted to what is comprised with an electromagnetic relay, It is also possible to comprise with the electronic switch by which ON / OFF is switched by electricity supply.
[0031]
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a circuit system that drives the drive circuit 41 and the electromagnetic drive device 30 with two positive and negative power supplies has been described. It is also possible to apply the present invention to a method. For example, FIG. 8 is a circuit diagram of an embodiment driven by one power source of positive power source + VCC.
[0032]
By applying the present invention to such a circuit system of only one positive power supply, when the positive power supply + VCC is turned on, the transistor TR11 of the voltage detection circuit 43B is turned off until the voltage reaches a predetermined set voltage + VT. Yes, the contact switch 421 of the drive coil short-circuit portion 42 holds the short-circuit state of the drive coil 24, so that overcurrent due to a surge voltage or the like output from the drive circuit 41 when the positive power supply is turned on is passed to the drive coil 24. It can be prevented from flowing, and electrical damage to the drive coil 24 can be prevented. When the positive power supply + VCC rises and reaches a predetermined set voltage + VT, the transistor TR11 of the voltage detection circuit 43B is turned on, the contact switch 421 of the drive coil short circuit section 42 is opened, and the output of the drive circuit 41 is sent to the drive coil. It is the same as that of each said embodiment to flow through 24 and drive the electromagnetic drive device 30. Further, since the drive coil 24 is in a short-circuited state by the drive coil short-circuit portion 42 until the positive power supply + VCC reaches a predetermined voltage, it goes without saying that mechanical damage can be prevented as in the above embodiments.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the drive control circuit of the present invention, the drive coil of the electromagnetic drive device is always short-circuited, and when the power supply voltage reaches a predetermined voltage, the drive coil is short-circuited by the output from the voltage detection circuit. Since the drive coil short-circuit part is released, even if an overcurrent is output from the drive circuit when the power is turned on, the drive coil short-circuit part short-circuits the drive coil until the power supply voltage reaches the specified voltage. Therefore, an overcurrent is not passed through the drive coil, and the drive coil is prevented from being damaged electrically and mechanically. In addition, when the power is turned off, the drive coil is held in a short-circuit state by the drive coil short-circuit portion to form a closed circuit. Therefore, even if the drive coil is swung by external vibration or impact, the electromagnetic force A counter electromotive force is generated in the drive coil of the drive device, and the counter electromotive force generates a magnetic force in a direction that prevents the drive coil from swinging, so that the drive coil is prevented from being mechanically damaged. As a result, the operation of the electromagnetic drive device can be stabilized and the life can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser scanning device including an electromagnetic driving device according to the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an optical axis adjusting device including the electromagnetic drive device of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view along the optical axis direction for explaining the operation of the optical axis adjusting device of FIG. 2;
FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of a drive control circuit of the present invention.
FIG. 5 is a timing diagram for explaining the operation of the drive control circuit of FIG. 4;
FIG. 6 is a circuit diagram of a modified embodiment of the drive control circuit of the present invention.
7 is a timing chart for explaining the operation of the drive control circuit of FIG. 6; FIG.
FIG. 8 is a circuit diagram of a further modified embodiment of the drive control circuit of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram of an example of a conventional drive control circuit.
[Explanation of symbols]
1 Laser scanning device
101 Laser diode
103 Optical axis adjustment mechanism
105 polygon mirror
106 fθ lens
107 Photosensitive drum
24 Drive coil
26 Movable prism
27 Fixed prism
223 Magnet
30 Electromagnetic drive device
40 Drive control circuit
41 Drive circuit
411 Current buffer circuit
42 Drive coil short circuit
421 Contact switch
422 Magnet coil
43, 43A, 43B Voltage detection circuit
Transistor of TR1, TR2 output transistor circuit
TR11, TR12 Voltage detection circuit transistors
ZD Zener diode

Claims

In an electromagnetic drive device that includes a drive coil and generates a drive force when the drive coil is energized, a drive circuit that energizes the drive coil based on a drive control input, and a power supply voltage of the drive circuit A voltage detection circuit to detect, and a drive coil short-circuit unit that short-circuits the drive coil and releases the short-circuit state of the drive coil based on a detection output of the voltage detection circuit when the voltage of the power supply reaches a predetermined voltage A drive control circuit for an electromagnetic drive device.

The drive coil short-circuit unit is connected between the magnet coil excited by the detection output of the voltage detection circuit and both terminals of the drive coil, and is normally in a state where the both terminals are short-circuited. The drive control circuit of the electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the drive control circuit is configured as an electromagnetic relay including a contact switch that opens between the two terminals when excited.

The voltage detection circuit is connected between the power source and the magnet coil of the drive coil short-circuit portion, and is turned on when the voltage of the power source reaches a predetermined voltage to connect the power source to the magnet coil The drive control circuit of the electromagnetic drive device according to claim 2, comprising:

The power source of the drive circuit is composed of two power sources, a positive power source and a negative power source, the voltage detection circuit detects each voltage of the positive power source and the negative power source, and both voltages of the positive power source and the negative power source become a predetermined voltage. 4. The drive control circuit for an electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the drive coil short-circuit portion cancels the short-circuit state of the drive coil when reaching.

The power source of the drive circuit is composed of one power source of a positive power source or a negative power source, and the voltage detection circuit releases the short-circuit state of the drive coil by the drive coil short-circuit unit when the voltage of the power source reaches a predetermined voltage The drive control circuit for an electromagnetic drive device according to claim 1, wherein the drive control circuit is an electromagnetic drive device.

6. The electromagnetic drive according to claim 1, wherein the drive circuit includes an output transistor circuit that connects the power source to the drive coil when the drive circuit is turned on by a drive control input. Device drive control circuit.

The said electromagnetic drive device is provided with the magnet which produces | generates a magnetic field, and the said drive coil which is arrange | positioned in the said magnetic field and was supported so that relative movement was possible with respect to the said magnet. The drive control circuit of the electromagnetic drive device in any one.