JP4018428B2

JP4018428B2 - Tuning fork vibrator driving device, surface potential measuring device, and image forming device

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Publication number: JP4018428B2
Application number: JP2002098979A
Authority: JP
Inventors: 峯　　隆太
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003290718A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音叉型振動子を駆動する音叉型振動子駆動装置、音叉型振動子駆動装置を有する表面電位測定装置、及び表面電位測定装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、感光ドラムを有し電子写真式によって画像形成を行う画像形成装置が知られており、この画像形成装置において常により安定した高画質を得るためには、どのような環境下においても感光ドラムの帯電電位を均一にしておく必要がある。そこで、感光ドラムの帯電電位を均一にするため、表面電位測定装置により感光ドラムの表面電位が測定され、その測定結果に基づいて、感光ドラムの電位がフィードバック制御される。
【０００３】
この表面電位測定装置は、例えば図５に示すように、測定対象物としての感光ドラム１の表面（以下「ターゲット」という。）に近接して、表面電位測定装置２が配置され、表面電位測定装置２が、感光ドラム１の表面に対向して配置された測定電極５０３と、測定電極５０３と感光ドラム１との間に配置された音叉型振動子（以下「フォーク」という。）５０４と、交流電圧を測定する測定回路５０５と、直流電圧を測定する測定回路５０６とにより構成されている。
【０００４】
測定回路５０５は、図６に示すように、測定電極５０３に流れる交流電流Ｉ(t)を検出するための検出抵抗Ｒｓと、２段接続された（ＭＯＳ型、ＮＰＮ型）トランジスタを有する増幅回路５０５ａとにより構成されている。
【０００５】
フォーク５０４は、図７に示すように、その支点Ｓ側の腕の一側面に、駆動用圧電素子５０４ａが配設され、対向する他方の側面に、振動検出用圧電素子５０４ｂが配設されている。フォーク５０４を駆動するフォーク駆動回路５１０は、図７に示すように、フォーク本体を基準電位として、駆動用圧電素子５０４ａに駆動信号を印加し、振動検出用圧電素子５０４ｂからの電気信号を基に駆動信号を生成するＯＰアンプ、抵抗、コンデンサ等の多数のディスクリート部品により構成されている。
【０００６】
表面電位測定装置２とターゲットとの位置関係は図８に示すようになっていて、測定電極５０３を含むフォーク５０４は、ケース５０７内に収納され、ターゲットに対向配置されている。
【０００７】
このように構成された表面電位測定装置は、フォーク５０４の一方の腕に取り付けられた駆動用圧電素子５０４ａ（図７）に方形波または正弦波等の駆動信号が印加されると、メカニカルな振動を発生し、測定電極５０３とターゲットとの間の有効な対向面積を周期的に変化させ、他方で、その振動を振動検出用圧電素子５０４ｂ（図７）により検出し、電気信号に変換して、帰還させる。そして、共振周波数でフォークを駆動する様にＯＰアンプＯＰ１１により駆動用圧電素子５０４ａに印加する駆動信号の周波数を制御して、フォーク５０４をメカニカルに共振させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、感光ドラムを小径化したりドラム周りを高密度化したりして、画像形成装置そのものの小型化が進行しているため、それに伴って、画像形成装置を構成する各装置の小型化も要請され、感光ドラムの表面電位を測定する表面電位測定装置の小型化も求められている。
【０００９】
表面電位測定装置２を小型化するためには、フォーク駆動回路５１０も小型化する必要があるが、フォーク駆動回路５１０は、上述したように、環境等が変化しても長期に渡り安定して駆動用圧電素子５０４ａを共振周波数で駆動するという要請に応えるため、多数の電子部品で構成されており、その構成が複雑であるので、より小型にするには困難であった。そのため、さらに低コスト化の要求に応えるのも困難であった。
【００１０】
また、画像形成装置の高速化に伴い、感光ドラムの表面電位を計測する電位測定時間の短縮化もはかられており、表面電位装置においても動作の高速化が求められている。
【００１１】
しかしながら、従来のアナログ駆動方式では、表面電位装置に内蔵されている音叉の振幅安定までに時間を要するので、これ以上立ち上がり速度を速くするのが困難であった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、上記のような問題を解決し、より小型化可能で立ち上がり速度がより速い音叉型振動子駆動装置と、該音叉型振動子駆動装置を有する表面電位測定装置と、該表面電位測定装置を有する画像形成装置とを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、駆動信号に従って機械的振動を励起させるための第１素子および機械的振動が発生したことを表わす電気信号を出力する第２素子を２つの腕部にそれぞれ有する音叉型振動子と、所定の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、該パルス信号生成手段により生成されたパルス信号の周波数を有する前記駆動信号を前記第１素子に供給する駆動手段と、前記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号の位相を所定の位相だけ遅延させる遅延手段と、前記第２素子からの前記電気信号を検出する検出手段と、前記遅延手段からのパルス信号と前記検出手段からの前記電気信号との位相差を検出する位相差検出手段と、該位相差検出手段により検出された位相差に基づき前記パルス信号生成手段により生成されるパルス信号の周波数を決定する決定手段とを有し、前記所定の位相は、前記第１素子に供給される駆動信号の周波数の（１／４）周期または（３／４）周期に等しいことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号の周波数を記憶するための記憶手段を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に係る発明は、請求項２において、前記パルス信号生成手段は、電位測定開始信号に応答して、前記記憶手段に記憶されている周波数を有するパルス信号を生成することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の音叉型振動子駆動装置を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の表面電位測定装置と、電子写真方式で画像が形成される像坦持体とを有し、前記表面電位測定装置により前記像坦持体の表面電位を測定することを特徴とする。
【００１９】
請求項６に係る発明は、請求項５において、前記画像形成装置の電源投入に応答して電位測定開始信号を出力する手段を有することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態を示す。これは画像形成装置の例であり、その構造を図２に示す。
【００２２】
図２を説明する。画像形成装置は、その上部に、デジタルカラー画像リーダ部（以下「リーダ部２００」という。）、その下部に、デジタルカラー画像プリンタ部（以下「プリンタ部５００」という。）を有する。
【００２３】
まず、リーダ部２００を説明する。図２において、３２は露光ランプで、スキャナモータ３５により駆動され、原稿台ガラス３１上に載置された原稿３０を露光走査する。３４はＣＣＤフルカラーセンサで、露光ランプ３２により露光操作された原稿３０からの反射光像をレンズ３３を介して入力し、カラー色分解画像信号を取得する。取得されたカラー色分解画像信号は、増幅回路により増幅され、ビデオ処理ユニットにて所定の画像処理が施され、プリンタ部に送出される。３６，３７は各種制御ボードで、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を備え、画像形成装置を統括制御すると共に所定の通信媒体を介して図示しないホストコンピュータより入力される画像信号を受信することができる。
【００２４】
次に、プリンタ部５００を説明する。図２において、３はレーザ露光光学系で、リーダ部２００または図示しないホストコンピュータからの画像信号をレーザ発光部３０３にて光信号に変換して各色（イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｂＫ））毎にレーザ出力する。３０７、３１１はスキャナモータで、スキャナモータ３０７、３１１の各モータロータに取り付けられたポリゴンミラーにより、レーザ発光部３０３から出力されたレーザ光を反射し、レンズ３ｂと第２折り返しミラー３１３、３１４等を介して感光ドラム１上を走査露光して潜像を形成する。
【００２５】
感光ドラム１は、像担持体で、図２に矢印で示す方向に回転自在に担持される。１１は前露光ランプで、レーザ露光前に感光ドラム１を露光し除電する。２はコロナ帯電器で、前露光ランプ１１で除電された感光ドラム１を一様に帯電させる。１２は電位センサで、感光ドラム１上の電位を検知する。
【００２６】
４ｙ、４ｍ、４ｃ、４ｂＫは、それぞれ、イエロー（ｙ）現像器、マゼンタ（ｍ）現像器、シアン（ｃ）現像器、ブラック（ｂＫ）現像器で、イエロー偏心カム２４ｙ、マゼンタ偏心カム２４ｍ、シアン偏心カム２４ｃ、ブラック偏心カム２４ｂＫの動作により各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近し、感光ドラム１上の静電潜像を現像し、樹脂を基本としたトナー画像を形成する。１３はドラム上光量検知手段で、感光ドラム１上の光量を検知する。６はクリーニング器で、感光ドラム１上の残留トナーを清掃する。
【００２７】
露光ランプ１１と、コロナ帯電器２と、レーザ露光光学系３と、電位センサ１２と、色の異なる４個の現像器４ｙ、４ｃ、４ｍ、４ｂＫと、ドラム上光量検知手段１３と、転写装置５と、クリーニング器６は、感光ドラム１の周りに配置されている。
【００２８】
７ａ、７ｂ、７ｃは給紙カセットで、記録材Ｓが格納してあり、格納された記録材Ｓが給紙ローラ２７ａ、２７ｂ、２７ｃにより転写装置５に給紙される。
【００２９】
転写装置５は、転写ドラム５ａと、転写帯電器５ｂと、吸着帯電器５ｃと、内側帯電器５ｄと、外側帯電器５ｅと、記録材担持シート５ｆと、吸着ローラ５ｇと、分離帯電器５ｈと、カムフォロワ５ｉとにより構成されている。
【００３０】
転写ドラム５ａは、回転可能に軸支されている。記録材担持シート５ｆは、誘電体からなる担持シート（例えば、ポリカーボネートフィルムなどの誘電体シート）であり、転写ドラム５ａの周面開口域に円筒状に一体的に張設されている。吸着帯電器５ｃは、対向する吸着ローラ５ｇと協働して、給紙される記録材Ｓを吸着帯電し、記録材担持シート５ｆに吸着させる。転写帯電器５ｂは、吸着帯電器５ｃと吸着ローラ５ｇにより吸着された記録材Ｓを転写帯電させて、感光ドラム１上のトナー像を記録材Ｓに転写させる。
【００３１】
分離帯電器５ｈは、転写ドラム５ａの周辺に配設され、記録材担持シート５ｆ上に吸着される記録材Ｓを分離帯電する。８ａは分離爪、８ｂは押し上げコロで、転写ドラム５ａ内部に配設され、分離帯電器５ｈにより分離帯電された記録材Ｓを記録材担持シート５ｆから分離する。外側帯電器５ｅは、記録材担持シート５ｆを介して対向する内側帯電器５ｄとにより記録材担持シート５ｆを帯電させる。
【００３２】
１４はファーブラシで、記録材担持シート５ｆの周辺に配設され、記録材担持シート５ｆ上の粉体の飛散付着を防止するために記録材担持シート５ｆを介して対向するバックアップブラシ１５とにより、記録材担持シート５ｆを清掃する。１６はオイル除去ローラで、記録材担持シート５ｆの周辺に配設され、記録材担持シート５ｆ上のオイル付着を防止するために記録材担持シート５ｆを介して対向するバックアップブラシ１７とにより、記録材担持シート５ｆのオイル除去を行う。
【００３３】
カムフォロワ５ｉは、転写ドラム５ａと一体化しており、偏心カム２５を動作させることにより感光ドラム１と記録材担持シート５ｆの間隔を任意に設定する。
【００３４】
９は定着器で、転写された記録材Ｓ上のトナー像を定着させ、定着済みの記録材Ｓを排紙トレー１０に排紙する。１９は紙搬送パス切り換えガイドで、両面及び多重に画像を形成する場合は、定着器９による定着後すぐに駆動され記録材Ｓを搬送縦パス２０に送る。２１ｂは反転ローラで、搬送縦パス２０を経て搬送される記録材Ｓを反転パス２１ａに一旦格納し、その後反転して記録材Ｓを送り込んだ際の後端を先端として送り込まれた方向と反対向きに退出させ、パス２３を介して記録材Ｓを中間トレー２２に収納する。
【００３５】
次に、画像形成装置の動作を説明する。まず、リーダ部２００において、原稿台ガラス３１上に載置された原稿３０を、露光ランプ３２により露光走査し、原稿３０からの反射光像をレンズ３３によりフルカラーセンサ３４に集光し、カラー色分解画像信号を得る。そして、得られたカラー色分解画像信号は、増幅回路により増幅され、ビデオ処理ユニットにて所定の画像処理が施され、プリンタ部５００に送出される。
【００３６】
プリンタ部において、感光ドラム１を図２に矢印で示す方向に回転させ、前露光ランプ１１で除電し、その後、図示しない高圧電源装置によりコロナ帯電器２に高圧が印加され、コロナ帯電器２により感光ドラム１が帯電される。そして、感光ドラム１の表面電位が電位センサ１２により検出され、電位を表す信号が出力される。電位測定ユニットにおいて、電位センサ１２の出力を基に感光ドラム１の計測電位が算出される。そして、計測結果が図示しないコントローラに出力される。コントローラにおいては、電位測定ユニットの出力値が所望の出力値となるように、つまり感光ドラム９の表面電位が所望の電位となるように、電位測定ユニットの計測結果に基づき高圧電源装置へ指示値が出力される。ついで指示値が入力された高圧電源装置により、指示値に基づいた出力値が出力される。このようなフィードバック制御により、感光ドラム１が所望の電位に制御される。
【００３７】
レーザ露光光学系３において、リーダ部２００からの画像信号がレーザ出力部にて光信号に変換され、変換されたレーザ光が各分解色ごとに光像を照射し、スキャナモータ３０７、３１１に取り付けられた各ポリゴンミラー、レンズ３ｂ、第２折り返しミラー３１３、３１４を介して、感光ドラム１を露光走査して潜像を形成する。
【００３８】
他方、給紙カセット７ａ、７ｂ、７ｃからの記録材Ｓが搬送系により転写装置５に搬送され、転写装置５の記録材担持シート５ｆにより担持される。そして、現像器が偏心カム２４ｙ、２４ｃ、２４ｍ、２４ｂＫの動作により、各分解色に応じて択一的に感光ドラム１に接近し、これら現像器により感光ドラム１上の潜像が現像され、感光ドラム１上に、樹脂を基体としたトナー画像が形成される。ついで、転写ドラム５ａが回転され、記録材担持シート５ｆに吸着搬送されている記録材Ｓに、感光ドラム１上の所望数のトナー像（色画像）が転写される。
【００３９】
そして、このようにして４色のトナー像の転写が終了すると、記録材Ｓが、分離爪８ａと、分離押し上げコロ８ｂと、分離帯電器５ｈとの作用によって、転写ドラム５ａから分離され、分離された記録材Ｓ上のトナー像が定着器９により定着され、その後、トレイ１０に排出される。
【００４０】
トナー像の記録材Ｓへの転写が終了した感光ドラム１は、表面の残留トナーがクリーニング器６により清掃され、その後、再度、画像形成工程に供される。
【００４１】
ここで、記録材Ｓの両面に画像を形成する場合には、定着器９によりトナー像が定着された後の記録材Ｓは、搬送パス切替ガイド１９により搬送縦パス２０を経て反転パス２１ａに一旦導かれ、その後、反転ローラ２１ｂの逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして送り込まれた方向と反対向きに退出され、中間トレイ２２に滞留される。その後、この記録材Ｓは、再び上述した画像形成工程によって、もう一方の面に画像が転写され、トレイ１０に排出される。
【００４２】
転写ドラム５ａの記録材担持シート５ｆ上の粉体の飛散付着、記録材Ｓ上のオイルの付着等を防止するため、ファーブラシ１４と記録材担持シート５ｆを介してブラシ１４に対向するバックアップブラシ１５や、オイル除去ローラ１６と記録材担持シート５ｆを介してローラ１６に対向するバックアップブラシ１７の作用により清掃を行う。このような清掃は画像形成前もしくは後に行い、また、ジャム（紙づまり）発生時に随時行う。
【００４３】
次に、図１を説明する。図１において、１，１２，５０３，５０４，５０４ａ，５０４ｂ，５０５，５０５ａは、図５ないし図８と同一部分を示す。
【００４４】
本発明の音叉型振動子駆動装置は、基準クロック１１４と、周波数可変部１１３と、（３／４）Ｔ遅延部１１５と、位相比較部１１６と、駆動信号生成部１１１と、振動信号検出部１１２とを有する。
【００４５】
基準クロック１１４はフォーク５０４の共振周波数に対し十分短い周期（数万分の１〜数千分の１程度）のクロック信号を生成するものである。周波数可変部１１３は基準クロック１１４からのクロック信号を元に、位相比較部１１６からの位相差を表すデジタル信号（カウント値）に基づいた所定の周波数を有するパルス信号を生成するものである。
【００４６】
駆動信号生成部１１１は周波数可変部１１３からのパルス信号に基づき、駆動用圧電素子５０４ａに印加するための駆動信号（方形波または正弦波）を生成し、駆動用圧電素子５０４ａに印加するものである。駆動用圧電素子５０４ａに駆動信号が印加されると、フォーク５０４はメカニカルな振動を発生する。（３／４）Ｔ遅延部１１５は周波数可変部１１３からの信号の周期Ｔに対し、位相を（３／４）Ｔだけ遅延させるものである。
【００４７】
振動信号検出部１１２はもう一方の腕に取り付けられた振動検出用圧電素子５０４ｂからの電気信号をパルス信号に変換するものである。位相比較部１１６は（３／４）Ｔ遅延部１１５により遅延された信号の位相と、振動信号検出部１１２からのパルス信号の位相とを比較し、得られた位相差を表すデジタル信号（カウント値）を周波数可変部１１３へ出力するものである。
【００４８】
次に、音叉型振動子駆動装置の動作を説明する。図示しない電源により本装置の各部に電源電圧が供給されると（電源電圧供給後、リモート信号が周波数可変部１１３に入力されると）、周波数可変部１１３により、予め設定された初期周波数のデジタル信号（カウント値）に基づきパルス信号が出力され、駆動信号生成部１１１により、このパルス信号と同じ周波数を有する（方形波または正弦波の）駆動信号（図３（ｂ）参照）が生成され、駆動用圧電素子５０４ａに印加される。この駆動信号が駆動用圧電素子５０４ａに印加されると、フォーク５０４はメカニカルな振動を発生する。
【００４９】
フォーク５０４がメカニカルな振動を発生すると、振動検出用圧電素子５０４ｂからフォーク５０４が振動している事を表す振動信号（図３（ａ）参照）が出力され、その振動信号は振動信号検出部１１２によりパルス化され、得られたパルス信号が位相比較部１１６に出力される。また、周波数可変部１１３からのパルス信号が（３／４）Ｔ遅延部１１５により位相が（３／４）Ｔだけ遅延され、位相比較部１１６に入力される。位相が（３／４）Ｔだけ遅延された信号の例を図３（ｃ）に示す。
【００５０】
そして、位相比較部１１６により、（３／４）Ｔ遅延部１１５からの位相が（３／４）Ｔだけ遅延された遅延信号の位相と、振動信号検出部１１２からのフォーク５０４のメカニカルな振動を表すパルス信号の位相とが比較され、得られた位相差を表すデジタル信号（カウント値）が周波数可変部１１３に出力される。すると、周波数可変部１１３により、周波数可変部１１３から出力されるパルス信号の周波数が、位相比較部１１６からの位相差を表すデジタル信号（カウント値）に基づき変えられる。
【００５１】
この周波数制御をより詳しく説明すると、位相比較部１１６にて、振動信号検出部１１２からのフォーク４のメカニカルな振動を表すパルス信号が立ち上がりから、（３／４）Ｔ遅延部１１５からの遅延信号が立ち上がるまでの間の時間間隔（すなわち、位相差）Δｔを、所定のパルス幅を有するクロックにより計数して計時する。
【００５２】
そして、この計時により得られた△ｔが０＜△ｔ＜（１／２）Ｔ（ただし、Ｔは駆動信号の周期である。）である場合には、周波数可変部１１３により△ｔに基づきパルス信号の周波数が高くなる様制御される。他方、得られたΔｔが（１／２）Ｔ＜△ｔ＜Ｔ（または、（−１／２）Ｔ＜△ｔ＜０）である場合は、周波数可変部１１３により△ｔに基づきパルス信号の周波数が低くなる様制御される。
【００５３】
すなわち、（３／４）Ｔ遅延部１１５からの遅延信号と、振動信号検出部１１２からのフォーク４のメカニカルな振動を表すパルス信号との位相差がゼロとなるように制御されることになり、駆動用圧電素子５０４ａに印加される駆動信号と、振動検出用圧電素子５０４ｂから出力される振動信号との位相差が常に駆動信号の周期Ｔの（１／４）Ｔ（または（３／４）Ｔ）を維持するように制御される。その結果、フォーク４は常に共振周波数で振動することになる。
【００５４】
共振周波数でフォーク駆動時は、駆動信号と振動信号は同周波数（周期Ｔ）であり、位相が（１／４）Ｔ（または、（３／４）Ｔ）ずれた位相関係になっているが、駆動信号を（３／４）Ｔ遅らせた信号は振動信号と同期し、位相差がゼロになる。
【００５５】
以上説明したように、表面電位測定装置における制御回路をデジタル化し、これらの機能の大部分（図１に１１３ないし１１６で示す部分）を集積化（ＩＣ化）することにより、部品点数が大幅に削減できる。さらに、デジタル化した部分の機能を画像形成装置を構成するＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等に持たせることにより更なる簡略化が可能となる。
【００５６】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は第１の実施の形態との比較でいえば、音叉型振動子駆動装置の構成が異なり、本実施の形態に係る音叉型振動子駆動装置の構成を図４に示す。図４において、図１と同一部分は同一符号を付してある。４１３は周波数可変部であって、基準クロック１１４からのクロック信号の周波数を、位相比較部１１６からの位相差を表すデジタル信号（カウント値）に基づき変化させるものであり、図示しない外部のコントローラ等からの電位測定開始信号に応答して動作を開始し、動作開始時は記憶部１１７により記憶されている周波数のパルス信号を出力するものである。４１７は記憶部であり、周波数可変部１１３により出力されたパルス信号の周波数を記憶するものである。
【００５７】
本実施の形態に係る音叉型振動子駆動装置は、このように構成したので、図示しない外部のコントローラ等から電位測定開始信号が入力されると、記憶部４１７で記憶されている周波数でフォーク４の振動を開始させ、フォーク振動時に周波数可変部４１３により出力されたパルス信号の周波数が記憶部４１７により記憶される。そして、電位測定開始信号が無くなると、周波数可変部４１３からパルス信号が出力されず、フォーク４の振動が停止する。次に電位測定開始信号が周波数可変部４１３に入力されると、記憶部４１７に記憶されている周波数のパルス信号が、周波数可変部１１３により出力され、その周波数での振動が開始される。
【００５８】
電位測定開始信号が周波数可変部４１３に入力されている間、第１の実施の形態と同様の制御が行われるので、画像形成動作開始時にフォーク４が停止した状態から安定した共振周波数で振動するまでの時間、つまり立ち上がり時間を短縮することができる。
【００５９】
このように、表面電位測定装置における、フォーク４の駆動回路をデジタル化し、これらの機能の大部分（図４に４１３，４１７、１１４ないし１１６で示す）を集積化することにより、部品点数を大幅に削減できる。
【００６０】
さらに、デジタル化した部分の機能を、画像形成装置を構成するＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等に持たせることにより更なる簡略化が可能となる。
【００６１】
そして、表面電位装置が搭載された画像形成装置においては、スイッチ等により画像形成装置に電源が供給された際に、まず、表面電位測定装置を動作させ、共振周波数で駆動すると共に、記憶部４１７がその際のパルス信号の周波数を記憶し、実際に電位測定開始信号が入力された際は、記憶部４１７で記憶している周波数でフォーク駆動を開始することにより、表面電位測定装置の立ち上がり時間を早めることが可能となる。
【００６２】
さらに、電位測定開始信号が切断される際、記憶部４１７において、その時のパルス信号の周波数を記憶しておき、次回電位測定開始信号が入力された際は記憶部４１７で記憶している周波数でフォークの駆動を開始することにより、表面電位測定装置の立ち上がり時間を短縮することが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上記のように構成したので、より小型化可能で、立ち上がり速度をより速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像形成装置の構造の一例を示す断面図である。
【図３】振動信号、駆動信号、遅延信号の各波形の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図５】表面電位測定装置の構成の一例を示す図である。
【図６】測定回路５０５の一例を示す回路図である。
【図７】従来の音叉駆動装置の構成を示す回路図である。
【図８】表面電位測定装置２とターゲットとの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１感光ドラム
２表面電位測定装置
１１１駆動信号生成部
１１２振動信号検出部
１１３周波数可変部
１１４基準クロック
１１５（３／４）Ｔ遅延部
１１６位相比較部
１１７記憶部
５０３測定電極
５０４音叉型振動子（フォーク）
５０４ａ駆動用圧電素子
５０４ｂ振動検出用圧電素子
５０５測定回路
５０５ａ増幅回路
５０６測定回路
５０７ケース
５１０フォーク駆動回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tuning fork vibrator driving device for driving a tuning fork vibrator, a surface potential measuring device having a tuning fork vibrator driving device, and an image forming apparatus having a surface potential measuring device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there has been known an image forming apparatus that has a photosensitive drum and forms an image by electrophotography. In order to always obtain a more stable image quality in this image forming apparatus, the image forming apparatus can be used in any environment. It is necessary to make the charging potential of the drum uniform. Therefore, in order to make the charging potential of the photosensitive drum uniform, the surface potential of the photosensitive drum is measured by the surface potential measuring device, and the potential of the photosensitive drum is feedback-controlled based on the measurement result.
[0003]
For example, as shown in FIG. 5, this surface potential measuring device is provided with a surface potential measuring device 2 in the vicinity of the surface (hereinafter referred to as “target”) of a photosensitive drum 1 serving as a measurement object. A measuring electrode 503 disposed opposite to the surface of the photosensitive drum 1; a tuning-fork vibrator (hereinafter referred to as “fork”) 504 disposed between the measuring electrode 503 and the photosensitive drum 1; The measurement circuit 505 measures an AC voltage and the measurement circuit 506 measures a DC voltage.
[0004]
As shown in FIG. 6, the measurement circuit 505 includes an amplifier circuit having a detection resistor Rs for detecting an alternating current I (t) flowing through the measurement electrode 503 and two-stage (MOS type, NPN type) transistors. 505a.
[0005]
As shown in FIG. 7, the fork 504 has a driving piezoelectric element 504a disposed on one side of the arm on the fulcrum S side, and a vibration detecting piezoelectric element 504b disposed on the opposite side. Yes. As shown in FIG. 7, the fork drive circuit 510 that drives the fork 504 applies a drive signal to the drive piezoelectric element 504a using the fork body as a reference potential, and based on the electrical signal from the vibration detection piezoelectric element 504b. It is composed of a number of discrete components such as an OP amplifier, a resistor, and a capacitor that generate a drive signal.
[0006]
The positional relationship between the surface potential measuring device 2 and the target is as shown in FIG. 8, and the fork 504 including the measurement electrode 503 is housed in the case 507 and is disposed opposite to the target.
[0007]
The surface potential measuring device configured as described above is mechanically vibrated when a driving signal such as a square wave or a sine wave is applied to the driving piezoelectric element 504a (FIG. 7) attached to one arm of the fork 504. The effective opposing area between the measurement electrode 503 and the target is periodically changed, and on the other hand, the vibration is detected by the vibration detecting piezoelectric element 504b (FIG. 7) and converted into an electric signal. Let me return. Then, the fork 504 is mechanically resonated by controlling the frequency of the drive signal applied to the driving piezoelectric element 504a by the OP amplifier OP11 so that the fork is driven at the resonance frequency.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the size of the image forming apparatus itself has been reduced by reducing the diameter of the photosensitive drum or increasing the density around the drum, and accordingly, downsizing of each apparatus constituting the image forming apparatus is also required. There is also a demand for downsizing a surface potential measuring device for measuring the surface potential of a photosensitive drum.
[0009]
In order to downsize the surface potential measuring device 2, the fork drive circuit 510 also needs to be downsized. However, as described above, the fork drive circuit 510 is stable over a long period of time even if the environment changes. In order to meet the demand for driving the driving piezoelectric element 504a at the resonance frequency, it is composed of a large number of electronic components, and its configuration is complicated, making it difficult to reduce the size. Therefore, it has been difficult to meet the demand for further cost reduction.
[0010]
As the image forming apparatus increases in speed, the potential measurement time for measuring the surface potential of the photosensitive drum is shortened, and the operation of the surface potential apparatus is also required to be increased.
[0011]
However, in the conventional analog drive system, it takes time to stabilize the amplitude of the tuning fork built in the surface potential device, and it has been difficult to increase the rising speed further.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to be able to be further downsized and have a faster rising speed, a tuning fork vibrator driving device, and a surface potential measuring device having the tuning fork vibrator driving device, An object of the present invention is to provide an image forming apparatus having the surface potential measuring device.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a tuning fork type in which two arms each have a first element for exciting mechanical vibration in accordance with a drive signal and a second element for outputting an electrical signal indicating the occurrence of mechanical vibration. A vibrator, pulse signal generation means for generating a pulse signal of a predetermined frequency, drive means for supplying the drive signal having the frequency of the pulse signal generated by the pulse signal generation means to the first element, Delay means for delaying the phase of the pulse signal generated by the pulse signal generation means by a predetermined phase; detection means for detecting the electrical signal from the second element; pulse signal from the delay means; and the detection means A phase difference detecting means for detecting a phase difference with the electrical signal from the signal, and the pulse signal generating means based on the phase difference detected by the phase difference detecting means. And a determining means for determining a frequency of the pulse signal, the predetermined phase is equal to (1/4) period, or (3/4) cycle of the frequency of the drive signal supplied to the first element It is characterized by that.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the apparatus further comprises storage means for storing the frequency of the pulse signal generated by the pulse signal generation means.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the pulse signal generation unit generates a pulse signal having a frequency stored in the storage unit in response to the potential measurement start signal. .
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, the tuning fork vibrator driving device according to any one of the first to third aspects is provided.
[0018]
The invention according to claim 5 includes the surface potential measuring device according to claim 4 and an image carrier on which an image is formed by an electrophotographic method. It is characterized by measuring the surface potential.
[0019]
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the image forming apparatus further comprises means for outputting a potential measurement start signal in response to power-on of the image forming apparatus.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This is an example of an image forming apparatus, and its structure is shown in FIG.
[0022]
FIG. 2 will be described. The image forming apparatus has a digital color image reader unit (hereinafter referred to as “reader unit 200”) in the upper part and a digital color image printer unit (hereinafter referred to as “printer part 500”) in the lower part.
[0023]
First, the reader unit 200 will be described. In FIG. 2, 32 is an exposure lamp, which is driven by a scanner motor 35, and exposes and scans a document 30 placed on a document table glass 31. Reference numeral 34 denotes a CCD full-color sensor, which receives a reflected light image from the document 30 exposed by the exposure lamp 32 through a lens 33 and obtains a color separation image signal. The acquired color separation image signal is amplified by an amplifier circuit, subjected to predetermined image processing by a video processing unit, and sent to a printer unit. Various control boards 36 and 37 are provided with a CPU, a RAM, a ROM and the like, and can control the image forming apparatus and receive an image signal input from a host computer (not shown) via a predetermined communication medium.
[0024]
Next, the printer unit 500 will be described. In FIG. 2, reference numeral 3 denotes a laser exposure optical system, which converts an image signal from a reader unit 200 or a host computer (not shown) into an optical signal by a laser light emitting unit 303 and outputs each color (yellow (y), magenta (m), cyan (C) Laser output for each black (bK). Reference numerals 307 and 311 denote scanner motors. The polygon mirrors attached to the motor rotors of the scanner motors 307 and 311 reflect the laser light output from the laser light emitting unit 303, and the lens 3b and the second folding mirrors 313 and 314 are provided. Then, the photosensitive drum 1 is scanned and exposed to form a latent image.
[0025]
The photosensitive drum 1 is an image carrier and is rotatably supported in a direction indicated by an arrow in FIG. A pre-exposure lamp 11 exposes the photosensitive drum 1 to discharge before laser exposure. Reference numeral 2 denotes a corona charger that uniformly charges the photosensitive drum 1 that has been neutralized by the pre-exposure lamp 11. A potential sensor 12 detects a potential on the photosensitive drum 1.
[0026]
4y, 4m, 4c, and 4bK are a yellow (y) developer, a magenta (m) developer, a cyan (c) developer, and a black (bK) developer, respectively, a yellow eccentric cam 24y, a magenta eccentric cam 24m, By the operation of the cyan eccentric cam 24c and the black eccentric cam 24bK, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is alternatively approached according to each separation color, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum 1 is developed, and a toner image based on resin is formed. Form. Reference numeral 13 denotes a drum light quantity detecting means for detecting the light quantity on the photosensitive drum 1. A cleaning device 6 cleans residual toner on the photosensitive drum 1.
[0027]
Exposure lamp 11, corona charger 2, laser exposure optical system 3, potential sensor 12, four different developers 4y, 4c, 4m, 4bK, on-drum light quantity detection means 13, and transfer device 5 and the cleaning device 6 are arranged around the photosensitive drum 1.
[0028]
Reference numerals 7a, 7b and 7c denote sheet feeding cassettes in which the recording material S is stored, and the stored recording material S is fed to the transfer device 5 by sheet feeding rollers 27a, 27b and 27c.
[0029]
The transfer device 5 includes a transfer drum 5a, a transfer charger 5b, an adsorption charger 5c, an inner charger 5d, an outer charger 5e, a recording material carrying sheet 5f, an adsorption roller 5g, and a separation charger 5h. And a cam follower 5i.
[0030]
The transfer drum 5a is rotatably supported. The recording material carrying sheet 5f is a carrying sheet made of a dielectric (for example, a dielectric sheet such as a polycarbonate film), and is integrally stretched in a cylindrical shape in the peripheral surface opening area of the transfer drum 5a. The adsorption charger 5c cooperates with the opposite adsorption roller 5g to adsorb and charge the fed recording material S and adsorb it to the recording material carrying sheet 5f. The transfer charger 5b transfers and charges the recording material S adsorbed by the adsorption charger 5c and the adsorption roller 5g, and transfers the toner image on the photosensitive drum 1 to the recording material S.
[0031]
The separation charger 5h is disposed around the transfer drum 5a and separates and charges the recording material S adsorbed on the recording material carrying sheet 5f. 8a is a separation claw and 8b is a push-up roller, which is disposed inside the transfer drum 5a and separates the recording material S separated and charged by the separation charger 5h from the recording material carrying sheet 5f. The outer charging device 5e charges the recording material carrying sheet 5f with the inner charging device 5d opposed to the recording material carrying sheet 5f.
[0032]
A fur brush 14 is arranged around the recording material carrying sheet 5f and is provided with a backup brush 15 which is opposed to the recording material carrying sheet 5f through the recording material carrying sheet 5f in order to prevent scattering of powder on the recording material carrying sheet 5f. Then, the recording material carrying sheet 5f is cleaned. Reference numeral 16 denotes an oil removing roller, which is disposed around the recording material carrying sheet 5f and is recorded by a backup brush 17 which is opposed to the recording material carrying sheet 5f through the recording material carrying sheet 5f in order to prevent oil from adhering to the recording material carrying sheet 5f. Oil removal of the material carrying sheet 5f is performed.
[0033]
The cam follower 5i is integrated with the transfer drum 5a, and the interval between the photosensitive drum 1 and the recording material carrying sheet 5f is arbitrarily set by operating the eccentric cam 25.
[0034]
A fixing unit 9 fixes the transferred toner image on the recording material S and discharges the fixed recording material S to the paper discharge tray 10. Reference numeral 19 denotes a paper conveyance path switching guide, which is driven immediately after fixing by the fixing device 9 to feed the recording material S to the conveyance vertical path 20 when images are formed on both sides and in multiples. A reversing roller 21b temporarily stores the recording material S conveyed through the conveying vertical path 20 in the reversing path 21a, and then reverses and reverses the direction in which the recording material S is fed with the trailing edge as the leading edge. The recording material S is stored in the intermediate tray 22 through the path 23.
[0035]
Next, the operation of the image forming apparatus will be described. First, in the reader unit 200, the original 30 placed on the original table glass 31 is exposed and scanned by the exposure lamp 32, and the reflected light image from the original 30 is condensed on the full-color sensor 34 by the lens 33, and the color color is obtained. A decomposed image signal is obtained. The obtained color-separated image signal is amplified by an amplifier circuit, subjected to predetermined image processing by a video processing unit, and sent to the printer unit 500.
[0036]
In the printer unit, the photosensitive drum 1 is rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. 2, the charge is removed by the pre-exposure lamp 11, and then a high voltage is applied to the corona charger 2 by a high voltage power supply device (not shown). The photosensitive drum 1 is charged. Then, the surface potential of the photosensitive drum 1 is detected by the potential sensor 12, and a signal representing the potential is output. In the potential measurement unit, the measured potential of the photosensitive drum 1 is calculated based on the output of the potential sensor 12. Then, the measurement result is output to a controller (not shown). In the controller, an instruction value is supplied to the high-voltage power supply device based on the measurement result of the potential measurement unit so that the output value of the potential measurement unit becomes a desired output value, that is, the surface potential of the photosensitive drum 9 becomes a desired potential. Is output. Next, an output value based on the instruction value is output by the high-voltage power supply device to which the instruction value has been input. By such feedback control, the photosensitive drum 1 is controlled to a desired potential.
[0037]
In the laser exposure optical system 3, the image signal from the reader unit 200 is converted into an optical signal by the laser output unit, and the converted laser beam irradiates an optical image for each separation color and is attached to the scanner motors 307 and 311. The photosensitive drum 1 is exposed and scanned through each polygon mirror, the lens 3b, and the second folding mirrors 313 and 314 to form a latent image.
[0038]
On the other hand, the recording material S from the paper feed cassettes 7a, 7b, and 7c is conveyed to the transfer device 5 by the conveyance system and is carried by the recording material carrying sheet 5f of the transfer device 5. Then, the developing unit approaches the photosensitive drum 1 alternatively according to each separation color by the operation of the eccentric cams 24y, 24c, 24m, and 24bK, and the latent image on the photosensitive drum 1 is developed by these developing units, A toner image having a resin base is formed on the photosensitive drum 1. Next, the transfer drum 5a is rotated, and a desired number of toner images (color images) on the photosensitive drum 1 are transferred to the recording material S sucked and conveyed by the recording material carrying sheet 5f.
[0039]
When the transfer of the four color toner images is completed in this way, the recording material S is separated from the transfer drum 5a by the action of the separation claw 8a, the separation push-up roller 8b, and the separation charger 5h. The toner image on the recording material S thus fixed is fixed by the fixing device 9 and then discharged onto the tray 10.
[0040]
After the transfer of the toner image to the recording material S is completed, the residual toner on the surface of the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaning device 6, and then again used for the image forming process.
[0041]
Here, when images are formed on both sides of the recording material S, the recording material S after the toner image is fixed by the fixing device 9 passes through the conveyance vertical path 20 by the conveyance path switching guide 19 to the reverse path 21a. Once guided, and then reversed by the reverse roller 21 b, it is withdrawn in the direction opposite to the direction of feeding, with the rear end at the time of feeding as the head, and stays in the intermediate tray 22. Thereafter, an image is transferred to the other surface of the recording material S again by the above-described image forming process, and the recording material S is discharged to the tray 10.
[0042]
In order to prevent scattering of powder on the recording material carrying sheet 5f of the transfer drum 5a, oil on the recording material S, etc., a backup brush facing the brush 14 via the fur brush 14 and the recording material carrying sheet 5f. 15 or by the action of a backup brush 17 facing the roller 16 via the oil removing roller 16 and the recording material carrying sheet 5f. Such cleaning is performed before or after image formation, and is performed as needed when a jam (paper jam) occurs.
[0043]
Next, FIG. 1 will be described. In FIG. 1, 1, 12, 503, 504, 504a, 504b, 505, 505a indicate the same parts as in FIGS.
[0044]
The tuning fork vibrator driving device of the present invention includes a reference clock 114, a frequency variable unit 113, a (3/4) T delay unit 115, a phase comparison unit 116, a drive signal generation unit 111, and a vibration signal detection unit. 112.
[0045]
The reference clock 114 generates a clock signal having a sufficiently short period (about tens of thousands to one thousandths) with respect to the resonance frequency of the fork 504. The frequency variable unit 113 generates a pulse signal having a predetermined frequency based on the digital signal (count value) representing the phase difference from the phase comparison unit 116 based on the clock signal from the reference clock 114.
[0046]
The drive signal generation unit 111 generates a drive signal (square wave or sine wave) to be applied to the drive piezoelectric element 504a based on the pulse signal from the frequency variable unit 113, and applies the drive signal to the drive piezoelectric element 504a. is there. When a drive signal is applied to the drive piezoelectric element 504a, the fork 504 generates mechanical vibration. The (3/4) T delay unit 115 delays the phase by (3/4) T with respect to the period T of the signal from the frequency variable unit 113.
[0047]
The vibration signal detector 112 converts an electric signal from the vibration detecting piezoelectric element 504b attached to the other arm into a pulse signal. The phase comparison unit 116 compares the phase of the signal delayed by the (3/4) T delay unit 115 with the phase of the pulse signal from the vibration signal detection unit 112, and represents a digital signal (count) Value) to the frequency variable unit 113.
[0048]
Next, the operation of the tuning fork vibrator driving device will be described. When a power supply voltage is supplied to each part of the apparatus by a power supply (not shown) (when a remote signal is input to the frequency variable unit 113 after the power supply is supplied), the frequency variable unit 113 sets a digital signal having a preset initial frequency. A pulse signal is output based on the signal (count value), and the drive signal generation unit 111 generates a drive signal (square wave or sine wave) having the same frequency as the pulse signal (see FIG. 3B). Applied to the driving piezoelectric element 504a. When this drive signal is applied to the drive piezoelectric element 504a, the fork 504 generates mechanical vibration.
[0049]
When the fork 504 generates mechanical vibration, a vibration signal (see FIG. 3A) indicating that the fork 504 is vibrating is output from the vibration detecting piezoelectric element 504b. The vibration signal is detected by the vibration signal detecting unit 112. And the obtained pulse signal is output to the phase comparator 116. The pulse signal from the frequency variable unit 113 is delayed by (3/4) T by the (3/4) T delay unit 115 and input to the phase comparison unit 116. An example of a signal whose phase is delayed by (3/4) T is shown in FIG.
[0050]
Then, the phase of the delayed signal obtained by delaying the phase from the (3/4) T delay unit 115 by (3/4) T by the phase comparison unit 116 and the mechanical vibration of the fork 504 from the vibration signal detection unit 112. And the digital signal (count value) representing the obtained phase difference is output to the frequency variable unit 113. Then, the frequency variable unit 113 changes the frequency of the pulse signal output from the frequency variable unit 113 based on the digital signal (count value) representing the phase difference from the phase comparison unit 116.
[0051]
This frequency control will be described in more detail. In the phase comparison unit 116, the pulse signal representing the mechanical vibration of the fork 4 from the vibration signal detection unit 112 rises, and the delay signal from the (3/4) T delay unit 115. The time interval (that is, phase difference) Δt until the signal rises is counted by a clock having a predetermined pulse width and timed.
[0052]
If Δt obtained by this time measurement is 0 <Δt <(1/2) T (where T is the period of the drive signal), the frequency variable unit 113 determines that Δt is based on Δt. Control is performed so that the frequency of the pulse signal is increased. On the other hand, when the obtained Δt is (1/2) T <Δt <T (or (−1/2) T <Δt <0), the frequency variable unit 113 performs pulse signal based on Δt. The frequency is controlled to be lower.
[0053]
That is, the phase difference between the delay signal from the (3/4) T delay unit 115 and the pulse signal representing the mechanical vibration of the fork 4 from the vibration signal detection unit 112 is controlled to be zero. The phase difference between the drive signal applied to the drive piezoelectric element 504a and the vibration signal output from the vibration detection piezoelectric element 504b is always (1/4) T (or (3/4) of the period T of the drive signal. ) Controlled to maintain T). As a result, the fork 4 always vibrates at the resonance frequency.
[0054]
When the fork is driven at the resonance frequency, the drive signal and the vibration signal have the same frequency (period T), and the phase is shifted by (1/4) T (or (3/4) T). The signal obtained by delaying the drive signal by (3/4) T is synchronized with the vibration signal, and the phase difference becomes zero.
[0055]
As described above, the control circuit in the surface potential measuring device is digitized, and most of these functions (parts indicated by 113 to 116 in FIG. 1) are integrated (integrated with IC), thereby greatly increasing the number of parts. Can be reduced. Further, by providing the functions of the digitized part to the ASIC, FPGA, etc. constituting the image forming apparatus, further simplification is possible.
[0056]
<Second Embodiment>
This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the tuning fork type vibrator driving device, and FIG. 4 shows the configuration of the tuning fork type vibrator driving device according to this embodiment. 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Reference numeral 413 denotes a frequency variable unit that changes the frequency of the clock signal from the reference clock 114 based on a digital signal (count value) representing the phase difference from the phase comparison unit 116, such as an external controller (not shown). The operation starts in response to the potential measurement start signal from, and outputs a pulse signal having a frequency stored in the storage unit 117 when the operation starts. Reference numeral 417 denotes a storage unit that stores the frequency of the pulse signal output from the frequency variable unit 113.
[0057]
Since the tuning fork vibrator driving device according to the present embodiment is configured as described above, when a potential measurement start signal is input from an external controller or the like (not shown), the fork 4 has a frequency stored in the storage unit 417. The frequency of the pulse signal output by the frequency variable unit 413 during fork vibration is stored in the storage unit 417. When the potential measurement start signal disappears, no pulse signal is output from the frequency variable unit 413, and the vibration of the fork 4 stops. Next, when a potential measurement start signal is input to the frequency variable unit 413, a pulse signal having a frequency stored in the storage unit 417 is output by the frequency variable unit 113, and vibration at that frequency is started.
[0058]
While the potential measurement start signal is input to the frequency variable unit 413, the same control as in the first embodiment is performed, so that the fork 4 is vibrated at a stable resonance frequency from the state where the fork 4 is stopped at the start of the image forming operation. Time, that is, the rise time can be shortened.
[0059]
Thus, by digitizing the drive circuit of the fork 4 in the surface potential measuring device and integrating most of these functions (indicated by 413, 417, 114 to 116 in FIG. 4), the number of parts is greatly increased. Can be reduced.
[0060]
Further, by providing the functions of the digitized part to the ASIC, FPGA, etc. constituting the image forming apparatus, further simplification is possible.
[0061]
In the image forming apparatus equipped with the surface potential device, when power is supplied to the image forming apparatus by a switch or the like, first, the surface potential measuring device is operated and driven at the resonance frequency, and the storage unit 417 is also operated. Stores the frequency of the pulse signal at that time, and when the potential measurement start signal is actually input, the fork drive is started at the frequency stored in the storage unit 417, whereby the rise time of the surface potential measurement device Can be accelerated.
[0062]
Further, when the potential measurement start signal is disconnected, the storage unit 417 stores the frequency of the pulse signal at that time, and when the next potential measurement start signal is input, the frequency stored in the storage unit 417 is stored. By starting driving the fork, it is possible to shorten the rise time of the surface potential measuring device.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since it is configured as described above, the size can be further reduced and the rising speed can be further increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the image forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of waveforms of a vibration signal, a drive signal, and a delay signal.
FIG. 4 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a surface potential measuring device.
6 is a circuit diagram illustrating an example of a measurement circuit 505. FIG.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional tuning fork driving device.
FIG. 8 is a diagram showing a positional relationship between a surface potential measuring device 2 and a target.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photosensitive drum 2 Surface potential measuring device 111 Drive signal generation part 112 Vibration signal detection part 113 Frequency variable part 114 Reference clock 115 (3/4) T delay part 116 Phase comparison part 117 Storage part 503 Measurement electrode 504 Tuning fork type vibrator ( fork)
504a Driving piezoelectric element 504b Vibration detecting piezoelectric element 505 Measuring circuit 505a Amplifying circuit 506 Measuring circuit 507 Case 510 Fork driving circuit

Claims

駆動信号に従って機械的振動を励起させるための第１素子および機械的振動が発生したことを表わす電気信号を出力する第２素子を２つの腕部にそれぞれ有する音叉型振動子と、
所定の周波数のパルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
該パルス信号生成手段により生成されたパルス信号の周波数を有する前記駆動信号を前記第１素子に供給する駆動手段と、
前記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号の位相を所定の位相だけ遅延させる遅延手段と、
前記第２素子からの前記電気信号を検出する検出手段と、
前記遅延手段からのパルス信号と前記検出手段からの前記電気信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
該位相差検出手段により検出された位相差に基づき前記パルス信号生成手段により生成されるパルス信号の周波数を決定する決定手段と
を有し、
前記所定の位相は、前記第１素子に供給される駆動信号の周波数の（１／４）周期または（３／４）周期に等しいことを特徴とする音叉型振動子駆動装置。A tuning fork vibrator having a first element for exciting mechanical vibration in accordance with a drive signal and a second element for outputting an electric signal indicating that the mechanical vibration has occurred in each of the two arms,
Pulse signal generating means for generating a pulse signal of a predetermined frequency;
Drive means for supplying the drive signal having the frequency of the pulse signal generated by the pulse signal generation means to the first element;
Delay means for delaying the phase of the pulse signal generated by the pulse signal generation means by a predetermined phase;
Detecting means for detecting the electrical signal from the second element;
A phase difference detection means for detecting a phase difference between the pulse signal from the delay means and the electrical signal from the detection means;
Determining means for determining the frequency of the pulse signal generated by the pulse signal generating means based on the phase difference detected by the phase difference detecting means ;
The tuning fork vibrator driving device according to claim 1, wherein the predetermined phase is equal to a (1/4) cycle or a (3/4) cycle of a frequency of a driving signal supplied to the first element .

請求項１において、前記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号の周波数を記憶するための記憶手段を有することを特徴とする音叉型振動子駆動装置。2. The tuning fork vibrator driving device according to claim 1, further comprising storage means for storing the frequency of the pulse signal generated by the pulse signal generation means.

請求項２において、前記パルス信号生成手段は、電位測定開始信号に応答して、前記記憶手段に記憶されている周波数を有するパルス信号を生成することを特徴とする音叉型振動子駆動装置。3. The tuning fork vibrator driving device according to claim 2, wherein the pulse signal generation unit generates a pulse signal having a frequency stored in the storage unit in response to a potential measurement start signal.

請求項１ないし３のいずれか１項に記載の音叉型振動子駆動装置を有することを特徴とする表面電位測定装置。A surface potential measuring device comprising the tuning fork vibrator driving device according to claim 1.

請求項４に記載の表面電位測定装置と、電子写真方式で画像が形成される像坦持体とを有し、前記表面電位測定装置により前記像坦持体の表面電位を測定することを特徴とする画像形成装置。A surface potential measuring device according to claim 4 and an image carrier on which an image is formed by an electrophotographic method, wherein the surface potential of the image carrier is measured by the surface potential measuring device. An image forming apparatus.

請求項５において、前記画像形成装置の電源投入に応答して電位測定開始信号を出力する手段を有することを特徴とする画像形成装置。6. The image forming apparatus according to claim 5, further comprising means for outputting a potential measurement start signal in response to power-on of the image forming apparatus.