JPH01302366A - 感光体駆動モーター制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像
形成装置に適した感光体駆動モーター制御回路に関し、
特に光ビーム偏向器で偏向されたレーザービームによっ
て感光体への書込みを行う画像形成装置に最適な感光体
駆動モーター制御回路に関する。

（２）発明の背景 ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像形成装置と
して、レーザービームによる感光体への書込みが行われ
るようになってきている。このような画像形成装置にお
いて、レーザービームを偏向する光偏向器には、従来よ
り、回転多面鏡やミラー振動子等が用いられている。近
時においては、小型化、低騒音化、低価格化等の要請か
ら、幾多の課題を解決しながらミラー振動子が用いられ
るようになってきている。

このようなミラー振動子には、第６図に示すようなミラ
ー振動子３１０が使用される。

第６図において、ミラー振動子３１０は、はぼ長方形状
をなす縦長のフレーム３１５を有し、そのほぼ中央部に
駆動コイル３１１が設けられる。

そして、その上方部に反射ミラー３１２が形成され、こ
の反射ミラー３１２の上方と、フレーム３１５との間に
は、回転支持棒として機能するリガメント３１３が一体
に形成されている。駆動コイル３１１の下方にも、リガ
メント３１３が一体に形成されている。

このようにミラー振動子３１０は、駆動コイル３１１、
反射ミラー３１２、回転支持用のリガメント３１３が一
体として構成されたものである。

ミラー振動子３１０としては、異方性エツチングが可能
な材料として水晶、シリコン等が使用される。

水晶板を加工してミラー振動子３１０を形成する場合、
その加工手段は通常、フォトリゾグラフィーとエツチン
グ技術が応用され、これによって微細加工が可能になる
。エツチング加工されたミラー振動子３１００表面は、
電気的な抵抗を下げるために、通常銀メツキが施される
。

また、特に光源として半導体レーザーを使用する場合、
反射ミラー３１２にはその反０１率を上げるために、金
、銅、又はアルミ等のメツキ処理が施される。さらに、
反射ミラー３１２の表面の旧や、酸化を防くため、メツ
キ処理後の表面にＳｉＯ又はＳ　ｉ　０２等の保護膜を
コーティングすることもできる。

第５図は、偏向器３００をレーザー記録装置に使用した
場合の光学走査系の一例を示している。

半導体レーザー３１から出射されたレーザービームはコ
リメータレンズ３２でビーム形状が補正されたのち、シ
リンドリカルレンズ３３、反射ミラー４１を通過して偏
向器３００に入射せしめられる。偏向器３００でレーザ
ービームが所定方向に所定の速度でもって偏向される。

偏向されたレーザービームは走査用レンズ４２及びシリ
ンドリカルレンズ３６を通過することにより感光体ドラ
ムｌｌ上に結像されて静電像が形成される。

シリンドリカルレンズ３３．３６は偏向器３００に設け
られた反射ミラー３１２に、上下方向のあおりがある場
合、そのあおりを補正するために使用されるものである
。反射ミラー３１２のあおりが非常に小さい場合は、シ
リンドリカルレンズ３３．３６は省略することもできる
。

走査用レンズ４２はレーザービームを感光体ドラム】１
の表面に正しく結像させるためと、レーザービームが感
光体ドラムｌｌ上を等速走査できるようにするために使
用される。

ミラー振動子３１０がもつ固有扇動数で撮動させた場合
、反射ミラー３１２の偏向角θは、θ＝Ａ争５ｉｎＬＪ
Ｊｔ ここに Ａ：反射ミラーの最大偏向角 ω：角速度 Ｌ：時間 で表される正弦波動作となる。

このため、レーザービームのスポット位置をθの関数Ｘ
（θ）としたとき、走査レンズ４２として、 Ｘ（θ）　＝Ａ＊　ｆ　−ａｒｃ−ｓｉｎ（θ／Ａ）た
だし、ｆは走査レンズ４２の焦点距離となる特性を持た
せることにより、感光体ドラムｌｌ上におけるレーザー
ビームのスポットの位置を時ｍｔの関数Ｘ（ｔ）として
表わした場合、上式より Ｘ　　（ｔ）＝Ａ−ｆ　・ωｔ となる。

従って、上述したようにこの走査レンズ４２を使用すれ
ば、レーザービームを等速運動に変換することができる
。等速運動によって静電像を形成する場合には歪のない
画質を得ることができる。

ミラー振動子３１２を駆動するには、ミラー振動子３１
２の固有撮動周波数と一致するように駆動周波数が設定
される。ミラー振動子３１２の駆動は、従来より第７図
に示す他励発掘回路から駆動信号をミラー振動子３１０
に供給することによって行われている。

第７図において、３３０は正弦波発振器を示し、これは
ＣＲ発振回路や水晶発振器を使用することができる。

ミラー振動子３１０は、固有扇動数ｆｏをもち、この固
有扇動数ｆｏに対する娠れ角θの共振特性は、第８図に
示すようになる。正弦波発振器３３０の７ｅ虎周波数は
、ミラー振動子３１０の固有扇動数ｆｏに一致するよう
に、発振定数が選定され、これによって最も効率よく、
ミラー振動子３１０を駆動することができる。

なお、画像処理装置にミラー振動子３１０を用いた場合
のミラー振動子３１０の駆動周波数ｆは、画像記録速度
、水平走査速度、最大記録紙サイズなどから決定される
周波数であるから、ミラー振動子３１０を製造する場合
に、水晶板の加工は、固有振動数ｆＯが駆動周波数ｆに
一致するようにして行われる。

第７図において、正弦波発振器３３０の出力である駆動
信号は、次段のオフセット調整器３３１に供給されて、
そのＤＣオフセットが調整される。

偏向器３００を画像処理装置の光学走査系に設置する場
合に、その取り付は位置が設計値とおりでないときには
、第９図に示すように、駆動信号のＤＣレベル（１点鎖
線で図示）を調整することにより、左右の振れ位置を調
整することが行われる。

このようなことから、オフセット調整器３３１において
は、そのＤＣレベルを調整することにより、感光体ドラ
ム１１における走査位置を規定通りの走査位置となるよ
うにしている。オフセット調整された駆動信号は、振幅
調整器３３２においてその走査幅が調整される。

ＤＣオフセット及び振幅がそれぞれ調整された駆動信号
は、出力アンプ３３３を介して上述した駆動コイル３１
１に供給される。これにより、ミラー振動子３１０は所
定の固有振動数で駆動されることになる。

感光体ドラム１１における主走査方向く第５図横方向）
の走査は、上述のごとくミラー振動子３１０によって行
われるが、感光体ドラム１１の副走査方向く第５図横方
向）の走査は、感光体ドラム１１をモーターｌ（第４図
）で回転駆動することによって行われる。

第４図において、モーター１は最近は直流モーターが使
用されるようになってきており、モーターコントロール
回路２で作成された制御信号によりモータードライバ回
路３を介して駆動される。

モーターコントロール回路２には、モーター１内に設け
られたエンコーダ（図示せず）からモーター１の回転数
を検出したパルス信号が帰還される。

モーターコントロール回路２には、分周回路５て分周さ
れた水晶発振器４の出力が基準信号として供給されてお
り、モーターコントロール回路２は、この基準信号とモ
ーター１から供給されるパルス信号とを比較し、モータ
ー１の回転数が常に一定となるように制御信号を作成し
てモータードライバ回路３に供給する。

この水晶発振器４の発振周波数と、第７図に示した正弦
波発振器３３０の発振周波数とは、一対一に対応するよ
うに発振定数が選定される。

（３）発明が解決しようとする課題 外部の発振回路３３０を使用してミラー振動子３１０を
駆動する場合には、次のような問題点がある。

すなわち、ミラー振動子３１０の固有振動数には製造工
程で生ずるバラツキがあるので、個々のミラー振動子３
１０によって差異がある。それに伴って、その共振特性
も例えば第８図の曲線ＬｌからＬ２のように相違するこ
とになる。

これに対して、ミラー振動子３１０には外部から周波数
ｆ（＝ｆｏ）の駆動信号が供給され、発振回路３３０の
駆動周波数はｆｏのままである。

その結果、駆動効率が低下することになり、ミラー振動
子３１０の振れ角θも、θ１から０２に変化してしまう
。

撮れ角θは、感光体ドラム１１に対するビームの走査幅
、すなわち振幅を決定する因子であるため、個々のミラ
ー振動子３１０によって記録画像の大きさに差異が生ず
るという問題点がある。

また、感光体トラム１１の回転を制御する水晶発振器４
（第４図）の周波数と正弦波発振器３３０（第７図）の
発振周波数とは、常に一対一に対応していなければなら
ない。この対応関係が無くなると、走査線のピッチ間隔
が所定の値からはずれ、感光体ドラム１１に書き込まれ
た画像が伸び縮みしてしまう。

しかしながら、水晶発振器４（第４図）と正弦波発振器
３３０（第７図）とは、従来は個別に設けられているた
めに対応関係が無く、感光体ドラム１１に書き込まれた
画像は、縦または横に伸び縮みしてしまうという問題点
がある。

（７１）課題を解決するための手段 本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、周囲の環
境条件に影響されることなく、感光体に書込まれる画像
の走査ピッチが常に一定となるようにすることを目的と
し、この目的を達成するために、感光体を駆動するモー
ターの速度制御を行う感光体駆動モーター制御回路にお
いて、ミラーを回転往復撮動することで光ビームを偏向
するミラー１辰動子によって感光体に書込みを行うミラ
ー振動子と、ミラー振動子で発生する逆起電力を帰還す
ることで自励発振する自励発振回路とを設け、自励発振
回路の発振周波数を基準として感光体駆動モーターの制
御を行うように構成されている。

（５）実施例 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明による感光体駆動モーター制御回路の
一実施例を示すブロック図である。図中、第４図〜第９
図と同し構成部分には同じ参照番号を付して説明を省略
する。

第１図を説明する前に、第１図に示す自励発振回路３５
０を第２図と共に説明する。

第２図において、自励発振回路３５０は、オペアンプ３
５１を有し、その出力信号Ｓｏは、ＤＣカット用のコン
デンサＣを介して振幅制御回路３５２に供給される。振
幅制御回路３５２で所定の値に振幅制限された出力信号
Ｓｏ’が、抵抗器Ｒ１を介してオペアンプ３５１の一端
子に供給される。

また、抵抗器Ｒ２を介して駆動コイル３１１に供給され
ると共に、抵抗器Ｒ２を介してオペアンプ３５１の十端
子に供給される。

振幅制御回路３５２の出力信号である振幅制御された出
力信号Ｓｏ’は、振幅検出回路３５３にも供給されて出
力賑輻が検出され、出力信号Ｓｏの振幅が常に一定とな
るように制御される。なお、出力信号Ｓｏの娠輻は、自
励発振回路３５０の発振周波数のバラツキに対しても、
走査速度を検出して走査速度が所定値となるように初期
設定される。また、第２図に示すＲｆは、帰還抵抗器で
ある。

この構成において、ミラー振動子３１０が振動していな
いときの駆動コイル３１１のインピーダンスＲｃが帰還
抵抗器Ｒｆの抵抗値に等しく、かつ抵抗Ｒ１および抵抗
Ｒ２の抵抗値が等しくなるように設定されていた場合に
は、出力信号Ｓｏ、Ｓｏ’の電圧をそれぞれＶｏ、Ｖｉ
とすると、Ｖｏ　＝　（（Ｒ］Ｒｃ−Ｒ２Ｒｆ）／Ｒ１
（Ｒ２＋Ｒｃ））Ｖｉ ＝０（ボルト） となる。

すなわち、出力信号Ｓｏが零となる。

ミラー振動子３１０は、所定の磁界内に配置され、ミラ
ー振動子３１０の駆動コイル３１１に通電すると、ミラ
ー振動子３１０が励起されて振動を開始する。従って、
この振動によって駆動コイル３１１は磁界を所定の速度
で横切ることになり、駆動コイル３１１には正弦波状の
逆起電力が発生する。

駆動コイル３１１はオペアンプ３５１の十端子に接続さ
れているので、この逆起電力はオペアンプ３５１の十端
子に供給され、上述した平衡条件が崩れる。このときオ
ペアンプ３５１の出力端子には、駆動コイル３１１に生
じた逆起電力と同相の出力信号Ｓｏが得られる。これが
さらに振幅制御回路３５２で振幅調整された後、再び駆
動コイル３１１にその駆動信号として供給される。

このような一連の動作で、駆動コイル３１１には振動に
必要なエネルギーが供給される結果、駆動コイル３１１
の連続的な振動が継続される。撮動周波数はミラー振動
子３１０のもつ固有振動数である。また、振幅検出回路
３５３の存在で、出力信号Ｓｏの＠幅は、初期設定され
た値に常に保たれるように制御されているから、駆動コ
イル３１１には、常に一定の娠輻値を有する正弦波信号
が供給されることになる。

このような自励発振回路３５０において、ミラー振動子
３１０の固有振動数がバラついた場合でも、ミラー振動
子３１０に対する駆動信号の周波数は固有振動数そのも
のである。

これによって、ビームの走査ピッチ間隔が一定となり、
記録画像の伸び縮みを防ぐことができる。

オペアンプ３５１の出力信号ＳＯまたは振幅制御回路３
５２の出力信号Ｓｏ’は、第１図に示すように、波形整
形回路６で波形整形された後に、モーターコントロール
回路２に供給される。モーターコントロール回路２は、
水晶発振器４の出力信号の代わりに波形整形回路６の出
力信号を基準信号として、モーターｌから供給されるパ
ルス信号と比較を行い、モーターｌの回転数が常に自励
発振回路３５０の出力周波数に追従するように制御信号
を作成してモータードライバ回路３に供給する。

水晶発振器４の出力周波数の代わりに、自励発振回路３
５０の出力周波数を基準信号として、モーターｌから供
給されるパルス信号との比較を行うこと以外は、第４図
で説明した感光体駆動モーター制御回路と同様に構成さ
れる。

このように、ミラー振動子３１Ｏ（駆動コイル３１１）
で発生する逆起電力を帰還することで自励発振する自励
発振回路３５０の出力周波数を基準にして、モーターｌ
の回転数を制御することで、感光体ドラム１１の回転数
とミラー振動子３１２の振動周波数とは、常に一対一に
対応する。従って、個々のミラー振動子３１０の固有振
動数にバラツキがあって自励発振回路３５０の出力周波
数がそれぞれ相違する場合であっても、感光体ドラム１
１の回転数とミラー振動子３１２の振動周波数は常に一
対一の対応関係が保たれ、感光体ドラム１１に書き込ま
れた画像は、伸び縮みすることがない。

（７）発明の効果 以上で説明したように、本発明は、感光体駆動モーター
を制御する感光体駆動モーター制御回路において、ミラ
ーを回転往復撮動することで光ビームを偏向するミラー
振動子によって感光体に書込みを行うミラー振動子と、
ミラー振動子で発生する逆起電力を帰還することで自励
発振する自励発振回路とを設け、自励発振回路の発振周
波数を基準として感光体駆動モーターの制御を行うよう
に構成したので、周囲の環境条件に影響されることなく
一定の走査ピッチを得ると共に、感光体に書込まれる画
像の伸び縮みを防ぐことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による感光体駆動モーター制御回路の
一実施例を示すブロック図、 第２図は、第１図に示す自励発振回路３５０を説明する
回路図、 第３図は、従来の感光体駆動モーター制御回路を説明す
るブロック図、 第４図は、ミラー振動子を用いた走査光学系を示す平面
図、 第５図は、ミラー振動子を示す正面図、第６図は、ミラ
ー振動子駆動回路を説明するブロック図、 第７図は、第ら図に示す回路の動作を説明する特性図、 第８図は、第６図に示す回路の動作を説明する波形図で
ある。 １　・・・・モーター ２　・・・・モーターコントロール回路３　・・・・モ
ータードライバ回路 ４・・・・水晶発振器 ５・・・・分周回路 ６　・・・・波形整形回路 １１　・・・・感光体ドラム ３１０・・・・ミラー振動子 ３１１　　・・・・駆動コイル ３１２　・・・・反射ミラー ３１３　　・・・・　リガメント ３１５　・・・・フレーム ３５１　・・・・オペアンプ ３５２・・・・振幅制御回路 ３５３・・・・撮部検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 感光体を駆動するモーターの速度制御を行う感光体駆動
   モーター制御回路において、ミラーを回転往復振動する
   ことで光ビームを偏向するミラー振動子によって前記感
   光体に書込みを行うミラー振動子と、該ミラー振動子で
   発生する逆起電力を帰還することで自励発振する自励発
   振回路とを有し、該自励発振回路の発振周波数を基準と
   して感光体駆動モーターの制御を行うことを特徴とする
   感光体駆動モーター制御回路。