JPH10215592A - モータの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍の駆動電圧
でモータを駆動する。 【解決手段】 回転数設定回路２１と、回転数設定回路
２１より出力される回転数指令信号に基づいてモータを
所定の回転数になるように駆動する駆動回路と、モータ
の回転数を検出する回転数検出回路４６と、駆動回路に
供給するモータの駆動電圧のレベルを調整する駆動電圧
調整回路２２と、回転数指令信号と回転数検出信号との
位相差が一定値以内になるようにモータの回転数を制御
するＰＬＬ制御回路を含むモータ制御回路３１と、モー
タの駆動電圧をＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍に調整
するように駆動電圧調整回路２２に指示する電圧制御回
路２３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータの駆動制御
装置に係り、特にレーザプリンター、ファクシミリ装
置、複写機、ディスプレイ装置等に利用される光走査装
置の回転多面鏡駆動制御装置に使用するに好適なモータ
の駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、環境問題がクローズアップされて
おり、その対策として省エネルギー化、グリーン化、リ
サイクル性が話題になっている。そのため各種の規制が
なされているのが現状である。環境問題について回転多
面鏡を用いた光走査装置も例外ではなく省エネルギー化
に対して光偏向器の駆動制御について種々の対策が講じ
られている。

【０００３】従来の光走査装置の光偏向器では回転多面
鏡を高速で回転駆動するために騒音や温度上昇、寿命の
問題があり、これらの対策の一つとして光走査装置のプ
リント動作時ではなく、待機時において光偏向器を構成
する回転多面鏡を回転駆動するモータの回転を停止する
方式が採用されている。

【０００４】また非接触の動圧軸受を回転多面鏡を回転
駆動するモータの軸受に使用している場合にはモータの
回転停止時のように回転数が減少すると、軸受同志が接
触するためモータの回転を停止することはあまり望まし
くなく、光走査装置の待機時にはプリント動作時の回転
数より低い回転数でモータを回転させる方式が採用され
ている。その具体的手段としては光偏向器内部の回路に
より回転数指令となる発振回路の発振出力の周波数を分
周することにより低回転数制御をしたり、特開平4-1075
20号公報に記載されているように回転多面鏡のモータの
駆動電圧自体をプリント動作時の駆動電圧よりも低い駆
動電圧を設定し動圧軸受が接触しない程度の回転数でモ
ータを回転駆動することで対処している。

【０００５】また上述したように光走査装置の待機時に
モータの回転を停止または低回転数で回転駆動するとい
う方式は逆にモータの起動時間が長くなるという問題が
有る。これを対策するものとして特開昭61-112580 号公
報に記載されているようにモータの駆動電圧を起動時に
は昇圧し、予め設定した時間が経過した後に元の電圧に
復帰させたり、あるいは特開昭61-261716 号公報に記載
されているようにモータ起動時に駆動電源の最大の電圧
で駆動し、偏向されたレーザビームの光同期検出器の検
出パルスが規定の周期になった後、漸近的に定常時のモ
ータ駆動電圧に下げる技術が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光走査
装置の待機時に光偏向器である回転多面鏡を回転駆動す
るモータを低駆動電圧で回転させる方式を採用した場合
にモータを安定して回転させるためにはある程度の駆動
電圧が必要であり、その設定電圧は最低駆動電圧に対し
てある程度、余裕をもって設定せざるを得ない。そのた
めに本来、回転多面鏡を回転駆動するモータをより低い
駆動電圧で駆動することができるにもかかわらず、駆動
電圧を高めに設定して使用しているために無駄に電力を
消費することになる。

【０００７】また回転多面鏡には個々に製造精度にばら
つきが有り、モータの駆動電圧を一定の値に設定する
と、回転多面鏡によっては回転が安定しないものもでて
くる可能性がある。

【０００８】更に特開平4-107520号公報に記載の光偏向
装置のようにモータの軸受に動圧軸受を用いているもの
では回転多面鏡の製造精度のばらつきによっては待機時
に軸受が常時、接触状態になり、光偏向器が破損する虞
れがある。

【０００９】また特開昭61-261716 号公報に記載されて
いる技術ではレーザ光源を点灯させてモータの回転数を
検出する場合に少なくとも、回転数検出動作中はレーザ
光源を点灯させる必要があり、モータの回転数検出をレ
ーザ光源の点灯させないで行う場合に比してレーザ光源
の寿命が低下するという問題がある。

【００１０】更に特開平4-107520号公報に示されるよう
に単に軸受が接触しない程度の低駆動電圧でモータを回
転駆動すると、回転数制御にＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏ
ｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）制御を適用する場合にＰＬＬ制御
することができなくなり、定常回転状態の検知が困難で
あるといいう問題がある。

【００１１】また光偏向器である、回転多面鏡の製造精
度のばらつきによって製造誤差が大きいものは回転多面
鏡の回転が不安定になり、このため回転数が不定となる
ため回転数検出が困難となり、仮に何らかの原因で軸受
がかじりを起こしていた場合でも回転数を検出すること
ができなくなり、結果的に光偏向器が破損する虞れがあ
る。

【００１２】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍の駆動電
圧でモータを駆動することができるモータの駆動制御装
置を提供することを第１の目的とする。

【００１３】また本発明は、ＰＬＬ制御可能な最低レベ
ル近傍の駆動電流でモータを駆動することができるモー
タの駆動制御装置を提供することを第２の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために請求項１に記載の発明は、モータの回転数を設
定するための回転数指令信号を出力する回転数設定手段
と、前記回転数設定手段により出力される回転数指令信
号に基づいてモータを所定の回転数になるように駆動す
る駆動手段と、前記モータの回転数を検出する回転数検
出手段と、前記駆動手段に供給するモータの駆動電圧の
レベルを調整する駆動電圧調整手段と、前記回転数設定
手段から出力される回転数指令信号と回転数検出手段か
ら出力される回転数検出信号との位相を比較し、両者の
位相差が一定値以内になるようにモータの回転数を制御
するＰＬＬ制御手段と、モータの駆動電圧をＰＬＬ制御
可能な最低レベル近傍に調整するように前記駆動電圧調
整手段に指示する電圧制御手段とを有することを特徴と
している。

【００１５】また請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載のモータの駆動制御装置において前記電圧制御手段
は、前記モータの起動時に該モータの駆動電圧を昇圧
し、前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号
と回転数検出手段から出力される回転数検出信号との位
相差が一定値以内になった時点で前記駆動電圧を降下さ
せ、前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号
と回転数検出手段から出力される回転数検出信号との位
相差が一定値を越え位相ロック状態が外れた時点で前記
駆動電圧を徐々に上昇させ、再度前記位相差が一定値以
内になり、位相ロック状態になった時点における駆動電
圧のレベルを保持するように前記前記駆動電圧調整手段
に指示することを特徴としている。

【００１６】更に請求項３に記載の発明は、請求項１に
記載のモータの駆動制御装置において前記電圧制御手段
は、モータが通常動作状態から所定の低速動作状態に移
行する際に、前記モータの回転数が前記所定の低速動作
時の設定回転数に達した時点で前記モータの駆動電圧を
通常動作時のレベルから降下させ前記回転数設定手段か
ら出力される回転数指令信号と回転数検出手段から出力
される回転数検出信号との位相差が一定値を越え位相ロ
ック状態が外れた時点で前記駆動電圧を徐々に上昇さ
せ、前記位相差が一定値以内になり、位相ロック状態に
なった時点における駆動電圧のレベルを保持するように
前記前記駆動電圧調整手段に指示することを特徴とす
る。

【００１７】上記構成のモータの駆動制御装置では、回
転数設定手段はモータの回転数を設定するための回転数
指令信号を出力し、駆動手段は前記回転数設定手段より
出力される回転数指令信号に基づいてモータを所定の回
転数になるように駆動する。

【００１８】また回転数検出手段はモータの回転数を検
出し、駆動電圧調整手段は前記駆動手段に供給するモー
タの駆動電圧のレベルを調整する。更にＰＬＬ制御手段
は前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号と
回転数検出手段から出力される回転数検出信号との位相
を比較し、両者の位相差が一定値以内になるようにモー
タの回転数を制御すると共に、電圧制御手段はモータの
駆動電圧をＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍に調整する
ように前記駆動電圧調整手段に指示する。

【００１９】請求項１乃至３の発明によれば、モータの
駆動制御をすべての動作モードにおいて安定して制御可
能な最低駆動電圧近傍で行うことができ、モータのばら
つきに起因する回転不良や電力消費の増加を防止するこ
とができる。

【００２０】上記第２の目的を達成するために請求項４
に記載の発明は、モータの回転数を設定するための回転
数指令信号を出力する回転数設定手段と、前記回転数設
定手段により出力される回転数指令信号に基づいてモー
タを所定の回転数になるように駆動する駆動手段と、前
記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記駆
動手段に供給するモータの駆動電流のレベルを調整する
駆動電流調整手段と、前記回転数設定手段から出力され
る回転数指令信号と回転数検出手段から出力される回転
数検出信号との位相を比較し、両者の位相差が一定値以
内になるようにモータの回転数を制御するＰＬＬ制御手
段と、モータの駆動電流をＰＬＬ制御可能な最低レベル
近傍に調整するように前記駆動電流調整手段に指示する
電流制御手段とを有することを特徴とする。

【００２１】また請求項５に記載の発明は、請求項４に
記載のモータの駆動制御装置において前記電流制御手段
は、前記モータの起動時に該モータの駆動電流を増加
し、前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号
と回転数検出手段から出力される回転数検出信号との位
相差が一定値以内になった時点で前記駆動電流を減少さ
せ、前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号
と回転数検出手段から出力される回転数検出信号との位
相差が一定値を越え位相ロック状態が外れた時点で前記
駆動電流を徐々に上昇させ、再度前記位相差が一定値以
内になり、位相ロック状態になった時点における駆動電
流のレベルを保持するように前記駆動電流調整手段に指
示することを特徴とする。

【００２２】更に請求項６に記載の発明は、請求項４に
記載のモータの駆動制御装置において前電流制御手段
は、モータが通常動作状態から所定の低速動作状態に移
行する際に、前記モータの回転数が前記所定の低速動作
時の設定回転数に達した時点で前記モータの駆動電流を
通常動作時のレベルから減少させ前記回転数設定手段か
ら出力される回転数指令信号と回転数検出手段から出力
される回転数検出信号との位相差が一定値を越え位相ロ
ック状態が外れた時点で前記駆動電流を徐々に増加さ
せ、前記位相差が一定値以内になり、位相ロック状態に
なった時点における駆動電流のレベルを保持するように
前記前記駆動電流調整手段に指示することを特徴とす
る。

【００２３】上記構成のモータの駆動制御装置では、回
転数設定手段はモータの回転数を設定するための回転数
指令信号を出力し、駆動手段は前記回転数設定手段より
出力される回転数指令信号に基づいてモータを所定の回
転数になるように駆動する。

【００２４】また回転数検出手段はモータの回転数を検
出し、駆動電流調整手段は前記駆動手段に供給するモー
タの駆動電流のレベルを調整する。更にＰＬＬ制御手段
は前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号と
回転数検出手段から出力される回転数検出信号との位相
を比較し、両者の位相差が一定値以内になるようにモー
タの回転数を制御すると共に、電流制御手段はモータの
駆動電流をＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍に調整する
ように前記駆動電流調整手段に指示する。

【００２５】請求項４乃至６の発明によれば、モータの
駆動制御をすべての動作モードにおいて安定して制御可
能な最低駆動電流近傍で行うことができ、モータのばら
つきに起因する回転不良や電力消費の増加を防止するこ
とができる。

【００２６】また請求項１乃至６の発明によれば、モー
タの駆動制御において所望の回転数をＰＬＬ制御可能な
範囲で設定するようにしたので、実使用時にも十分、耐
え得る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明の実施の形態に係るレーザ
プリンタ、レーザ複写機等に使用される光走査装置の概
略構成を図６に示す。同図において感光体１は転写用帯
電器２によって帯電させられる。帯電した感光体１は光
を受けると、受光部分の電位が低下するという特性を有
している。感光体１のこの特性を利用して感光体１上の
トナーを付着させる箇所に走査光学装置３によりレーザ
ービームを照射する。走査光学装置３は、回転多面鏡１
３、シリンダーミラー１５を含んで構成されており、回
転多面鏡１３はモータ９の回転軸に固定されており、モ
ータは回転多面鏡駆動制御装置１７により駆動されるよ
うになっている。

【００２８】走査光学装置３の具体的構成を図７に示
す。同図において走査光学装置は、レーザーダイオード
１０、コリメータレンズ１１、シリンダーレンズ１２、
回転多面鏡１３、ｆ・θレンズ群１４、シリンダーミラ
ー１５及び同期センサ１６を有している。レーザーダイ
オード１０より射出したレーザー光は、コリメータレン
ズ１１、シリンダーレンズ１２を介して回転多面鏡１３
に到達する。回転多面鏡１３は、側面に複数の鏡面を有
する多角柱体であり、モータ９により高速回転駆動され
る。この回転多面鏡１３の偏向機能によりレーザービー
ムは振り角を得て、ｆ・θレンズ群１４、シリンダーミ
ラー１５を介して感光体１上を走査する。

【００２９】走査光学装置３よりレーザービームが照射
されることにより感光体１表面において電位の変化した
箇所にのみ現像器５によりトナーが付着させられる。ト
ナーは転写用帯電器２により用紙等の像担持体６に転写
され、定着器７で像担持体６上に融解固着される。感光
体１表面に残存するトナーはクリーナー８により除去さ
れた後、再び帯電されて走査光学装置３より射出される
レーザービームにより露光される。

【００３０】次に本発明の第１の実施の形態に係る光走
査装置の回転多面鏡駆動制装置の構成を図１に示す。同
図において回転多面鏡駆動制御装置は、モータ回路部３
０を制御する外部処理回路部２０と光偏向器の回転多面
鏡を回転させる駆動モータの駆動制御に直接的に関与す
るモータ回路部３０とを有している。

【００３１】外部処理回路部２０は、回転数設定回路２
１と、駆動電圧調整回路２２と、電圧制御回路２３とを
有している。回転数設定回路２１は、モータを駆動する
ように回転数を設定するための回転数指令信号を出力す
る。回転数設定回路２１には電圧制御回路２３により例
えば、光走査装置の起動時、プリント時には高回転数Ｎ
１が、待機時あるいは解像度切替時等の低速動作時には
低回転数Ｎ２が設定されるようになっている。

【００３２】また駆動電圧調整回路２２は、電圧制御回
路２３の制御下にモータ回路部３０内のモータ制御回路
３１に供給するモータの駆動電圧のレベルを調整する。

【００３３】電圧制御回路２３は、光走査装置の動作状
態に応じて例えば、プリント時等の通常動作時と、待機
時あるいは解像度切替時等の低速動作時とにおいて異な
る回転数でモータを回転駆動するように回転数設定回路
２１に設定回転数を変更するように指示すると共に、駆
動モータの回転数検出信号の位相がロックされた状態に
あるか否かを示す、後述するＰＬＬ制御手段により出力
される位相検出信号に基づいてモータの駆動電圧をＰＬ
Ｌ制御可能な最低レベル近傍に調整するように駆動電圧
調整回路２２に指示する。

【００３４】モータ回路部３０は、モータ制御回路３１
と、モータの界磁コイル３８、３９、４０のいずれに電
流を供給するかを制御するためのスイッチングトランジ
スタ３２、３３、３４、３５、３６、３７と、回転数指
令信号を生成するための水晶発振器４５と、モータの回
転数を検出する回転数検出回路４６と、モータのロータ
の回転角度等の位置情報を検出するホール素子Ｈ１、Ｈ
２、Ｈ３とを有している。

【００３５】モータ制御回路３１は、スイッチングトラ
ンジスタ３２、３３、３４、３５、３６、３７を介して
界磁コイル３８、３９、４０の通電を制御する駆動制御
部及びＰＬＬ制御回路を含んで構成される。

【００３６】スイッチングトランジスタ３２、３３、３
４、３５、３６、３７は三相ブリッジ接続され、駆動回
路を構成し、その交流出力端は界磁コイル３８、３９、
４０の一端に接続されている。界磁コイル３８、３９、
４０の他端は共通接続されている。またスイッチングト
ランジスタ３２、３３、３４の共通接続されたコレクタ
はモータ制御回路３１の端子Ｖ０に接続され、スイッチ
ングトランジスタ３５、３６、３７の共通接続されたコ
レクタは接地されている。更にスイッチングトランジス
タ３２、３３、３４、３５、３６、３７の各ベースはそ
れぞれ、モータ制御回路３１の端子Ｏ１〜Ｏ６に接続さ
れている。モータの駆動電圧はモータ制御回路３１の端
子Ｖ０よりスイッチングトランジスタ３２、３３、３４
の共通接続されたコレクタに印加されるようになってい
る。

【００３７】回転数検出回路４６は、例えば、モータの
ロータに固定された永久磁石の磁性の変化を検出するこ
とにより回転数に応じた周波数のパルス信号を出力する
ように構成されている。

【００３８】ホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３はそれぞれ、
端子１ａ，２ａ，３ａが共通接続され、抵抗４４を介し
て電源電圧Ｖｃｃが供給され、端子１ｂ，２ｂ，３ｂは
共通接続され接地されることにより常時、各ホール素子
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３には電流が流されている。ホール素子
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３はそれぞれ、モータのロータが回転す
る際にロータに固定された永久磁石による磁束を検出
し、各ホール素子の取り付け位置を永久磁石のＮ極が通
過するか、Ｓ極が通過するかにより異なる極性の電圧を
各出力端子１ｃ，１ｄ，２ｃ，２ｄ，３ｃ，３ｄより出
力する。駆動制御部ではホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３の
出力信号をモータのロータの位置情報として把握し、こ
の位置情報をスイッチングトランジスタ３２、３３、３
４、３５、３６、３７のスイッチングの順序を決定する
ための制御信号の生成に使用する。

【００３９】ＰＬＬ制御回路の概略構成を図２に示す。
同図においてＰＬＬ制御回路６０は分周器６１と、位相
比較器６２と、位相ロック検出回路６３と、積分回路６
４とを有している。分周器６１では回転数設定回路２１
より出力される回転数指令により分周比が設定され、回
転数指令に応じて水晶発振器４５の発振出力の周波数に
分周される。

【００４０】位相比較器６２は分周器６１から出力され
る回転数指令信号と回転数検出回路４６から出力される
回転数検出信号の位相を比較し、その位相差に応じた信
号を位相ロック検出回路６３及び積分回路６４に出力す
る。

【００４１】位相ロック検出回路６３は、回転数指令信
号と回転数検出回路４６から出力される回転数検出信号
との位相比較結果から回転数検出信号の位相がロックさ
れた状態にあるか否かを示す位相検出信号ＬＤを出力す
る。

【００４２】積分回路６４は、位相比較器６２の出力信
号を積分し、スイッチングトランジスタ３２、３３、３
４、３５、３６、３７の各ベースに供給するスイッチン
グ制御信号の生成に使用する。積分回路６４の出力信号
はコンパレータ５１により三角波等の変調信号と比較さ
れ、ＰＷＭ信号を生成する。このＰＷＭ信号は、ホール
素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３から得られる駆動モータのロータ
の位置情報に基づいて所定の順序でモータ制御回路３１
の端子Ｏ１〜Ｏ６よりスイッチングトランジスタ３２、
３３、３４、３５、３６、３７の各ベースに供給され
る。これにより界磁コイル３８、３９、４０に回転磁界
が発生し、回転多面鏡が取り付けられた駆動モータが回
転駆動される。

【００４３】次に上記構成からなる本発明の第１の実施
の形態に係る回転多面鏡駆動制御装置の動作を図３を参
照して説明する。モータの起動時には起動時間を短縮す
るために電圧制御回路２３の制御下に駆動電圧調整回路
２２により駆動電圧Ｖｃｃの最高レベルの電圧Ｖｍａｘ
がモータ制御回路３１に供給される。モータ制御回路３
１は、端子Ｖ０よりスイッチングトランジスタ３２、３
３、３４の共通接続されたコレクタに電圧Ｖｍａｘを印
加する。

【００４４】一方、電圧制御回路２３の指示信号に基づ
いて回転数設定回路２１には高回転数Ｎ１が設定され、
回転数設定回路２１よりモータ制御回路３１内の分周器
６１に回転数指令が出力される。この回転数指令により
回転数Ｎ１に応じた分周比に分周器６１の分周比が設定
され、水晶発振器４５の発振出力の周波数が分周され
る。分周器６１から出力される回転数指令は位相比較器
６２、積分回路６４及びコンパレータ５１を介してＰＷ
Ｍ信号となり、ホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３から得られ
るモータのロータの位置情報に基づいて所定の順序でモ
ータ制御回路３１の端子Ｏ１〜Ｏ６よりスイッチングト
ランジスタ３２、３３、３４、３５、３６、３７の各ベ
ースに供給される。この結果、モータの回転数は上昇
し、分周器６１より出力される回転数指令信号と回転数
検出回路４６より出力される回転数検出信号の位相が位
相比較器６２で比較される。

【００４５】両者の位相差が一定値以内になり、すなわ
ち検出されたモータの回転数が回転数Ｎ１に到達した時
点で位相ロック検出回路６３から出力される位相検出信
号ＬＤがハイレベルからローレベルに変化し、ＰＬＬ制
御回路６０により回転数検出信号の位相がロックされた
状態となる。この時点で光偏向器の回転多面鏡を回転駆
動するモータは駆動電圧Ｖｍａｘ、回転数Ｎ１で定速制
御されている状態となる。

【００４６】電圧制御回路２３は、位相検出信号ＬＤを
受け取り、該信号がローレベルになった時点で駆動電圧
調整回路２２に駆動電圧Ｖｃｃを降下させるための指示
信号を駆動電圧調整回路２２に出力する。この結果、駆
動電圧ＶｃｃはＶｍａｘのレベルから徐々に降下し、駆
動電圧ＶｃｃがＶｃｃ＝Ｖ２まで降下すると、モータは
回転数Ｎ１で回転多面鏡を駆動するトルクを発生するこ
とができなくなり、回転数検出信号の位相ロック状態が
外れ、ＰＬＬ制御することができなくなる。この結果、
モータの回転数は低下し、分周器６１から出力される回
転数指令信号と回転数検出回路４６から出力される回転
数検出信号との位相差が比較するタイミング毎に異な
り、位相検出信号ＬＤはハイレベルとなる。

【００４７】電圧制御回路２３は、位相検出信号ＬＤが
ハイレベルになった時点で駆動電圧調整回路２２に駆動
電圧Ｖｃｃを上昇させるための指示信号を駆動電圧調整
回路２２に出力する。この結果、駆動電圧Ｖｃｃは上昇
し、電圧Ｖ２より僅かに高い電圧Ｖ１に達した時点で回
転数指令信号と回転数検出信号との位相差が一定値以内
となるため位相ロック検出回路６３から出力される位相
検出信号ＬＤがハイレベルからローレベルに変化し、Ｐ
ＬＬ制御回路６０により回転数検出信号の位相がロック
された状態となり、モータの定速制御が可能になる。

【００４８】このようにして駆動電圧Ｖｃｃは、ＰＬＬ
制御可能な最低レベル近傍に調整され、光走査装置はプ
リント等の通常動作ができる状態になる。

【００４９】次に通常動作状態から待機時あるいは解像
度切替時等の所定の低速動作状態に移行する際には電圧
制御回路２３の指示信号により回転数設定回路２１には
通常動作時の回転数Ｎ１より低い待機時の回転数Ｎ２が
設定される。回転数設定回路２１より出力される回転数
指令により回転数Ｎ２に応じた分周比に分周器６１の分
周比が設定され、分周器６１より設定回転数Ｎ２に応じ
た周波数の回転数指令信号が位相比較器６２に出力され
る。この回転数指令信号に基づいてモータは駆動され、
その回転数は通常動作時の設定回転数Ｎ１から徐々に減
少し、回転数検出回路４６により検出されたモータの回
転数が回転数Ｎ２に到達した時点で位相ロック検出回路
６３から出力される位相検出信号ＬＤがハイレベルから
ローレベルに変化し、ＰＬＬ制御回路６０により回転数
検出信号の位相がロックされた状態となる。この時点で
光偏向器の回転多面鏡を回転駆動するモータの駆動電圧
は通常動作時と同じＶ１で、かつ回転数はＮ２で定速制
御されている状態となる。

【００５０】電圧制御回路２３は、位相検出信号ＬＤを
受け取り、該信号がローレベルになった時点で駆動電圧
調整回路２２に駆動電圧Ｖｃｃを降下させるための指示
信号を駆動電圧調整回路２２に出力する。この結果、駆
動電圧ＶｃｃはＶ１のレベルから徐々に降下し、駆動電
圧ＶｃｃがＶｃｃ＝Ｖ４まで降下すると、モータは回転
数Ｎ２で回転多面鏡を駆動するトルクを発生することが
できなくなり、回転数検出信号の位相ロック状態が外
れ、ＰＬＬ制御することができなくなる。この結果、モ
ータの回転数は低下し、分周器６１から出力される回転
数指令信号と回転数検出回路４６から出力される回転数
検出信号との位相差が比較するタイミング毎に異なり、
位相検出信号ＬＤはハイレベルとなる。

【００５１】電圧制御回路２３は、位相検出信号ＬＤが
ハイレベルになった時点で駆動電圧調整回路２２に駆動
電圧Ｖｃｃを上昇させるための指示信号を駆動電圧調整
回路２２に出力する。この結果、駆動電圧Ｖｃｃは上昇
し、電圧Ｖ４より僅かに高い電圧Ｖ３に達した時点で回
転数指令信号と回転数検出信号との位相差が一定値以内
となるため位相ロック検出回路６３から出力される位相
検出信号ＬＤがハイレベルからローレベルに変化し、Ｐ
ＬＬ制御回路６０により回転数検出信号の位相がロック
された状態となり、モータの定速制御が可能になる。

【００５２】このようにして駆動電圧Ｖｃｃは、ＰＬＬ
制御可能な最低レベル近傍に調整され、光走査装置は待
機時あるいは解像度切替時等の所定の低速動作状態とな
る。

【００５３】第１の実施の形態によれば、モータの駆動
制御をすべての動作モードにおいて安定して制御可能な
最低駆動電圧近傍で行うことができ、モータのばらつき
に起因する回転不良や電力消費の増加を防止することが
できる。

【００５４】次に本発明の第２の実施の形態に係る光走
査装置の回転多面鏡駆動制装置の構成を図４に示す。同
図に示すように第２の実施の形態に係る回転多面鏡駆動
制装置ではモータに供給する駆動電圧の代わりに駆動電
流をすべての動作モードにおいてＰＬＬ制御可能な最低
レベル近傍に調整してモータの駆動制御を行うようにし
ている。このために電圧制御回路２３の代わりに電流制
御回路７１が、また駆動電圧調整回路２２の代わりに駆
動電流調整回路７２が、それぞれ設けられている。

【００５５】駆動電流調整回路７２は、電流制御回路７
１の制御下にモータ回路部３０内のモータ制御回路３１
に供給するモータの駆動電流のレベルを調整する。

【００５６】電流制御回路７１は、光走査装置の動作状
態に応じて例えば、プリント時等の通常動作時と待機時
とにおいて異なる回転数でモータを回転駆動するように
回転数設定回路２１に設定回転数を変更するように指示
すると共に、モータの回転数検出信号の位相がロックさ
れた状態にあるか否かを示す、ＰＬＬ制御手段により出
力される位相検出信号に基づいてモータの駆動電流をＰ
ＬＬ制御可能な最低レベル近傍に調整するように駆動電
流調整回路７２に指示する。

【００５７】またモータの駆動電流はモータ制御回路３
１の端子Ｘ０よりスイッチングトランジスタ３２、３
３、３４の共通接続されたコレクタに供給されるように
なっている。

【００５８】上述した構成以外は図１に示した第１の実
施の形態の構成と同一であり、同一の構成要素には同一
の符号を付し、重複する説明を省略する。

【００５９】次に第２の実施の形態に係る回転多面鏡駆
動制御装置の動作を図５を参照して説明する。モータの
起動時には起動時間を短縮するために電流制御回路７１
の制御下に駆動電流調整回路７２により駆動電流Ｉの最
高レベルの電流Ｉｍａｘがモータ制御回路３１に供給さ
れる。モータ制御回路３１は、端子Ｘ０よりスイッチン
グトランジスタ３２、３３、３４の共通接続されたコレ
クタに電流Ｉｍａｘを供給する。

【００６０】一方、電流制御回路７１の指示信号に基づ
いて回転数設定回路２１には高回転数Ｎ３が設定され、
回転数設定回路２１よりモータ制御回路３１内の分周器
６１に回転数指令が出力される。この回転数指令により
回転数Ｎ１に応じた分周比に分周器６１の分周比が設定
され、水晶発振器４５の発振出力の周波数が分周され
る。分周器６１から出力される回転数指令は位相比較器
６２、積分回路６４及びコンパレータ５１を介してＰＷ
Ｍ信号となり、ホール素子Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３から得られ
るモータのロータの位置情報に基づいて所定の順序でモ
ータ制御回路３１の端子Ｏ１〜Ｏ６よりスイッチングト
ランジスタ３２、３３、３４、３５、３６、３７の各ベ
ースに供給される。この結果、モータの回転数は上昇
し、分周器６１より出力される回転数指令信号と回転数
検出回路４６より出力される回転数検出信号の位相が位
相比較器６２で比較される。

【００６１】両者の位相差が一定値以内になり、すなわ
ち検出されたモータの回転数が回転数Ｎ３に到達した時
点で位相ロック検出回路６３から出力される位相検出信
号ＬＤがハイレベルからローレベルに変化し、ＰＬＬ制
御回路６０により回転数検出信号の位相がロックされた
状態となる。この時点で光偏向器の回転多面鏡を回転駆
動するモータは駆動電流Ｉｍａｘ、回転数Ｎ３で定速制
御されている状態となる。

【００６２】電流制御回路７１は、位相検出信号ＬＤを
受け取り、該信号がローレベルになった時点で駆動電流
調整回路２２に駆動電流Ｉのレベルを減少させるための
指示信号を駆動電流調整回路７２に出力する。この結
果、駆動電流ＩはＩｍａｘのレベルから徐々に減少し、
駆動電流ＩがＩ＝Ｉ２まで減少すると、モータは回転数
Ｎ３で回転多面鏡を駆動するトルクを発生することがで
きなくなり、回転数検出信号の位相ロック状態が外れ、
ＰＬＬ制御することができなくなる。この結果、モータ
の回転数は低下し、分周器６１から出力される回転数指
令信号と回転数検出回路４６から出力される回転数検出
信号との位相差が比較するタイミング毎に異なり、位相
検出信号ＬＤはハイレベルとなる。

【００６３】電流制御回路７１は、位相検出信号ＬＤが
ハイレベルになった時点で駆動電流調整回路７２に駆動
電流Ｉのレベルを上昇させるための指示信号を駆動電流
調整回路７２に出力する。この結果、駆動電流Ｉは上昇
し、電流Ｉ２より僅かに高い電流Ｉ１に達した時点で回
転数指令信号と回転数検出信号との位相差が一定値以内
となるため位相ロック検出回路６３から出力される位相
検出信号ＬＤがハイレベルからローレベルに変化し、Ｐ
ＬＬ制御回路６０により回転数検出信号の位相がロック
された状態となり、モータの定速制御が可能になる。

【００６４】このようにして駆動電流Ｉは、ＰＬＬ制御
可能な最低レベル近傍に調整され、光走査装置はプリン
ト等の通常動作ができる状態になる。

【００６５】次に通常動作状態から待機時あるいは解像
度切替時等の所定の低速状態に移行する際には電流制御
回路７１の指示信号により回転数設定回路２１には通常
動作時の回転数Ｎ３より低い待機時の回転数Ｎ４が設定
される。回転数設定回路２１より出力される回転数指令
により回転数Ｎ４に応じた分周比に分周器６１の分周比
が設定され、分周器６１より設定回転数Ｎ４に応じた周
波数の回転数指令信号が位相比較器６２に出力される。
この回転数指令信号に基づいてモータは駆動され、その
回転数は通常動作時の設定回転数Ｎ３から徐々に減少
し、回転数検出回路４６により検出されたモータの回転
数が回転数Ｎ４に到達した時点で位相ロック検出回路６
３から出力される位相検出信号ＬＤがハイレベルからロ
ーレベルに変化し、ＰＬＬ制御回路６０により回転数検
出信号の位相がロックされた状態となる。この時点で光
偏向器の回転多面鏡を回転駆動するモータの駆動電流は
通常動作時と同じＩ１で、かつ回転数はＮ４で定速制御
されている状態となる。

【００６６】電流制御回路２３は、位相検出信号ＬＤを
受け取り、該信号がローレベルになった時点で駆動電流
調整回路７２に駆動電流Ｉを減少させるための指示信号
を駆動電流調整回路７２に出力する。この結果、駆動電
流ＩはＩ１のレベルから徐々に降下し、駆動電流ＩがＩ
＝Ｉ４まで減少すると、モータは回転数Ｎ４で回転多面
鏡を駆動するトルクを発生することができなくなり、回
転数検出信号の位相ロック状態が外れ、ＰＬＬ制御する
ことができなくなる。この結果、モータの回転数は低下
し、分周器６１から出力される回転数指令信号と回転数
検出回路４６から出力される回転数検出信号との位相差
が比較するタイミング毎に異なり、位相検出信号ＬＤは
ハイレベルとなる。

【００６７】電流制御回路７１は、位相検出信号ＬＤが
ハイレベルになった時点で駆動電流調整回路７２に駆動
電流Ｉを増加させるための指示信号を駆動電流調整回路
７２に出力する。この結果、駆動電流Ｉは増加し、電流
Ｉ４より僅かに高い電流Ｉ３に達した時点で回転数指令
信号と回転数検出信号との位相差が一定値以内となるた
め位相ロック検出回路６３から出力される位相検出信号
ＬＤがハイレベルからローレベルに変化し、ＰＬＬ制御
回路６０により回転数検出信号の位相がロックされた状
態となり、モータの定速制御が可能になる。

【００６８】このようにして駆動電流Ｉは、ＰＬＬ制御
可能な最低レベル近傍に調整され、光走査装置は待機時
あるいは解像度切替時等の所定の低速動作状態となる。

【００６９】第２の実施の形態によれば、モータの駆動
制御をすべての動作モードにおいて安定して制御可能な
最低駆動電流近傍で行うことができ、モータのばらつき
に起因する回転不良や電力消費の増加を防止することが
できる。

【００７０】第１、第２の実施の形態では本発明を光走
査装置の回転多面鏡駆動制御装置に適用した例について
説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例え
ば、冷却ファンや定着器等のようにプリント時等の通常
動作時や待機時あるいは解像度切替時等の所定の低速動
作時にモータに電源を投入しているものにも適用可能で
ある。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１乃至３に記
載した発明によれば、モータの駆動制御をすべての動作
モードにおいて安定して制御可能な最低駆動電圧近傍で
行うことにより各々のモータででき得る最低電力でＰＬ
Ｌ制御できると共に、モータのばらつきに起因する回転
不良や電力消費の増加を防止することができる。

【００７２】また請求項４乃至６に記載した発明によれ
ば、モータの駆動制御をすべての動作モードにおいて安
定して制御可能な最低駆動電流近傍で行うことができ、
駆動モータのばらつきに起因する回転不良や電力消費の
増加を防止することができる。

【００７３】更に請求項１乃至６に記載した発明によれ
ば、モータの駆動制御において所望の回転数をＰＬＬ制
御可能な範囲で設定するようにしたので、実使用時にも
十分、耐え得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される光走査装置の回転多面鏡駆
動制御装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック
図。

【図２】図１に示した回転多面鏡駆動制御装置のＰＬＬ
制御回路の概略構成を示すブロック図。

【図３】図１に示した回転多面鏡駆動制御装置の動作を
説明するためのタイムチャート。

【図４】本発明が適用される光走査装置の回転多面鏡駆
動制御装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック
図。

【図５】図４に示した回転多面鏡駆動制御装置の動作を
説明するためのタイムチャート。

【図６】レーザプリンタ等に使用される本発明の実施の
形態に係る光走査装置の概略構成を示す説明図。

【図７】図６における走査光学装置の具体的構成を示す
説明図。

【符号の説明】

９ モータ １７ 回転多面鏡駆動制御装置 ２０ 外部処理回路部 ２１ 回転数設定回路 ２２ 駆動電圧調整回路 ２３ 電圧制御回路 ３０ モータ回路部 ３１ モータ制御回路 ３２ スイッチングトランジスタ ３３ スイッチングトランジスタ ３４ スイッチングトランジスタ ３５ スイッチングトランジスタ ３６ スイッチングトランジスタ ３７ スイッチングトランジスタ ３８ 界磁コイル ３９ 界磁コイル ４０ 界磁コイル ４５ 水晶発振器 ４６ 回転数検出回路 Ｈ１ ホール素子 Ｈ２ ホール素子 Ｈ３ ホール素子 ５１ コンパレータ ６０ ＰＬＬ制御回路 ６１ 分周器 ６２ 位相比較器 ６３ 位相ロック検出回路 ６４ 積分回路 ７１ 電流制御回路 ７２ 駆動電流調整回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの回転数を設定するための回転数
   指令信号を出力する回転数設定手段と、 前記回転数設定手段により出力される回転数指令信号に
   基づいてモータを所定の回転数になるように駆動する駆
   動手段と、 前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記駆動手段に供給するモータの駆動電圧のレベルを調
   整する駆動電圧調整手段と、 前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号と回
   転数検出手段から出力される回転数検出信号との位相を
   比較し、両者の位相差が一定値以内になるようにモータ
   の回転数を制御するＰＬＬ制御手段と、 モータの駆動電圧をＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍に
   調整するように前記駆動電圧調整手段に指示する電圧制
   御手段とを有することを特徴とするモータの駆動制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記電圧制御手段は、前記モータの起動
   時に該モータの駆動電圧を昇圧し、前記回転数設定手段
   から出力される回転数指令信号と回転数検出手段から出
   力される回転数検出信号との位相差が一定値以内になっ
   た時点で前記駆動電圧を降下させ、前記回転数設定手段
   から出力される回転数指令信号と回転数検出手段から出
   力される回転数検出信号との位相差が一定値を越え位相
   ロック状態が外れた時点で前記駆動電圧を徐々に上昇さ
   せ、再度前記位相差が一定値以内になり、位相ロック状
   態になった時点における駆動電圧のレベルを保持するよ
   うに前記前記駆動電圧調整手段に指示することを特徴と
   する請求項１に記載のモータの駆動制御装置。
3. 【請求項３】 前記電圧制御手段は、モータが通常動作
   状態から所定の低速動作状態に移行する際に、前記モー
   タの回転数が前記所定の低速動作時の設定回転数に達し
   た時点で前記モータの駆動電圧を通常動作時のレベルか
   ら降下させ前記回転数設定手段から出力される回転数指
   令信号と回転数検出手段から出力される回転数検出信号
   との位相差が一定値を越え位相ロック状態が外れた時点
   で前記駆動電圧を徐々に上昇させ、前記位相差が一定値
   以内になり、位相ロック状態になった時点における駆動
   電圧のレベルを保持するように前記前記駆動電圧調整手
   段に指示することを特徴とする請求項１に記載のモータ
   の駆動制御装置。
4. 【請求項４】 モータの回転数を設定するための回転数
   指令信号を出力する回転数設定手段と、 前記回転数設定手段により出力される回転数指令信号に
   基づいてモータを所定の回転数になるように駆動する駆
   動手段と、 前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記駆動手段に供給するモータの駆動電流のレベルを調
   整する駆動電流調整手段と、 前記回転数設定手段から出力される回転数指令信号と回
   転数検出手段から出力される回転数検出信号との位相を
   比較し、両者の位相差が一定値以内になるようにモータ
   の回転数を制御するＰＬＬ制御手段と、 モータの駆動電流をＰＬＬ制御可能な最低レベル近傍に
   調整するように前記駆動電流調整手段に指示する電流制
   御手段とを有することを特徴とするモータの駆動制御装
   置。
5. 【請求項５】前記電流制御手段は、前記モータの起動時
   に該モータの駆動電流を増加し、前記回転数設定手段か
   ら出力される回転数指令信号と回転数検出手段から出力
   される回転数検出信号との位相差が一定値以内になった
   時点で前記駆動電流を減少させ、前記回転数設定手段か
   ら出力される回転数指令信号と回転数検出手段から出力
   される回転数検出信号との位相差が一定値を越え位相ロ
   ック状態が外れた時点で前記駆動電流を徐々に上昇さ
   せ、再度前記位相差が一定値以内になり、位相ロック状
   態になった時点における駆動電流のレベルを保持するよ
   うに前記駆動電流調整手段に指示することを特徴とする
   請求項４に記載のモータの駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前電流制御手段は、モータが通常動作状
   態から所定の低速動作状態に移行する際に、前記モータ
   の回転数が前記所定の低速動作時の設定回転数に達した
   時点で前記モータの駆動電流を通常動作時のレベルから
   減少させ前記回転数設定手段から出力される回転数指令
   信号と回転数検出手段から出力される回転数検出信号と
   の位相差が一定値を越え位相ロック状態が外れた時点で
   前記駆動電流を徐々に増加させ、前記位相差が一定値以
   内になり、位相ロック状態になった時点における駆動電
   流のレベルを保持するように前記前記駆動電流調整手段
   に指示することを特徴とする請求項４に記載のモータの
   駆動制御装置。