JPS62237302A - 回転揺動アクチユエ−タの回転位置検出装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、出力軸の回転位置を検出するための回転揺動
アクチュエータの回転位置検出装置に関する。

［発明の概要コ 本発明は、出力軸の回転位置を検出する回転揺動アクチ
ュエータの回転位置検出装置において、前記出力軸の端
面とこの端面の対向位置とに一方にマグネット部を他方
に磁気センサーを設けることにより、 出力軸のイナーシャが小さくなり回転制御信号に対する
回転揺動アクチュエータの応答性を速くすることができ
るものである。

［従来の技術］ 例えばガルバノスキャナーはレーザ光をミラーに反射さ
せ、この反射光をプリンターの感光部に照射するもので
、前記ミラーの回転位置を変えることによって前記感光
部の所望位置にレーザ光を照射する。而して、前記ミラ
ーの回転位置を規制するためにミラーを回転する回転揺
動アクチュエータの出力軸には回転位置検出装置が設け
られる。

従来のかかる回転位置検出装置は、第６図に示すように
、出力軸２の円周面にはロータ２１がラジアル方向に突
設されている。４個のステータ２２は、円弧状をなし出
力軸２と開広の円周上に配設されて全体で略円状をなし
ている。４個のステータ２２は、互いに対向する位置に
あるもの同士が接続されて４個のステータ２２とロータ
２１とによって２個のコンデンサが構成されている。

而して、出力軸２が回転して第６図の二点鎖線で示す位
置にくると、ロータ２１の側面とステータ２２との重な
り合う面積が双方のコンデンサによって異なり重なり合
う面積に比例して双方のコンデンサの容量も異なる。従
って、出力軸２の回転角とコンデンサの容量が比例する
ため、双方のコンデンサの容量を対比して出力軸２の回
転角を検出するよう構成されている（米国特許第４，１
４２゜１４４号参照）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記回転位置検出装置にあっては、出力
軸２のラジアル方向に突出するロータ２１を取り付ける
ので、出力軸２のイナーシャが大きくなり、回転制御信
号に対する回転揺動アクチュエータの応答性が悪いとい
う欠点があった。

特に、ガルバノスキャナーに用いられるミラー回転用の
出力軸２は、例えば振動周期が３０ヘルツ又はそれ以上
であり応答性の速さが要求される。

そこで、本発明は回転制御信号に対する回転揺動アクチ
ュエータの応答性を速くできる回転揺動アクチュエータ
の回転位置検出装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 而して、上記目的を達成するための本発明の構成は、電
気的に制御できる回転力発生部の出力軸の端面とこの端
面の対向位置とに、一方にマグネット部を、他方にこの
マグネット部の磁場方向の変化に応じた出力を出す磁気
センサーをそれぞれ設けたことを特徴とする。

［作用］ 従って、出力軸が回転しても出力軸の端面にマグネット
部又は磁気センサーを設けたためトルク発生に寄与しな
い部分の回転トルクが小さく出力軸のイナーシャが小さ
い。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、電気的に制御できる回転力発生部ｌは
この実施例ではコアレス式のモータにて構成されている
。このモータは、両端面に出力軸２が突出しこの出力軸
２の一方端にはレーザ光を反射さ辻るミラー（図示せず
）が、他方端には回転位置検出装置３が設けられている
。

この回転位置検出装置３は、前記出力軸２の端面２ａと
この端面２ａの対向位置とに、一方に設けたマグネット
部４と、他方に設けたこのマグネット部４の磁場方向の
変化に応じた出力を出す磁気センサー５とで構成される
。この実施例においては、出力軸２の端面２ａにマグネ
ット部４、その対向位置に磁気センサー５が設けられて
いる。

前記マグネット部４は、円柱状をなし、その上面に境界
線Ａを介してＳ極とＮ極との二極を有している。

前記磁気センサー５は、第２図にて詳しく示すように、
強磁性磁気抵抗効果を利用したもので前記マグネット部
４の対向面に強磁性金属のパターンが設けられ、磁束応
答型のセンサーとして動作する。

而して、磁気センサー５に対しマグネット部４の境界線
へが第２図の二点鎖線の位置にある場合を基亭位置（回
転角度０°）としバイアス電圧を印加すると、第３図に
示すような正弦波の出力電圧が得られる。この出力電圧
は第３図にて実線で示す範囲はほぼリニアな変化をし、
回転角と出力電圧がリニアに比例する。このリニアに比
例することから出力電圧にて出力軸２の回転角度が知ら
れる。

回転力発生部１の駆動制御回路は、第４図及び第５図に
示すように、先づ、前記磁気センサー５の出力電圧を増
幅する増幅回路６を備えている。

増幅回路６は、磁気センサー５の双方の出力信号を差動
増幅して角度信号Ｖｏを出力するもので、二つのオペア
ンプ７．８を有し、その十入力端子に抵抗Ｒ，，Ｒ，を
介して磁気センサー５の出力端子ａ、　ｂがそれぞれ接
続されている。双方のオペアンプ７．８の出力端子は抵
抗Ｒａ、　Ｒ４を介してそれぞれの一入力端子に接続さ
れて、個々のオペアンプ７．８は磁気センサー５のそれ
ぞれの出力電圧を増幅する。

一方のオペアンプ７の出力端子と抵抗Ｒ８との共通接続
点は抵抗Ｒ５を介してオペアンプ９の一入力端子に接続
されている。他方のオペアンプ８の出力端子と、抵抗Ｒ
４との共通接続点は抵抗Ｒ６を介してオペアンプ９の十
入力端子に接続され、このオペアンプ９の十入力端子と
抵抗Ｒ０との共通接続点は、抵抗Ｒ１を介してアースさ
れている。

このオペアンプ９の出力端子は、抵抗Ｒ，を介して一入
力端子に負帰還がかけられ双方の入力電圧の差を増幅す
る。このオペアンプ９の出力電圧は、微分回路１ｑに出
力されると共に加算回路１１に出力される。

尚、Ｒ８は、双方のオペアンプ７．８の基準値調整用の
抵抗である。

前記微分回路１０は、増幅回路６の出力信号である角度
信号Ｖθを角速度信号Ｖｗに変えるもので、前記オペア
ンプ９の出力端子がコンデンサＣ３を介してオペアンプ
１２の一入力端子に接続され、このオペアンプ１２の十
入力端子はアースされている。

このオペアンプ１２の出力端子は、抵抗ＲＩｏと可変抵
抗Ｒ１１との直列回路を介してオペアンプ１２の一入力
端子とコンデンサＣ１との共通接続点に接続されており
、このオペアンプ１２は入力電圧を微分した信号（角速
度信号）を出力する。

また、このオペアンプ１２の出力端子と一入力端子との
間にはコンデンサＣ２を介在してバンドパスフィルター
を構成し、所定値以上の信号をカットしている。

前記オペアンプ１２の出力端子は、抵抗ＲＩ！と可変抵
抗！セ１．との直列回路を介してオペアンプ１３の一入
力端子に接続されている。

このオペアンプ１３は、十入力端子がアースされている
と共に出力端子が抵抗Ｒ１４を介して一入力端子に接続
されて前記オペアンプ１２の出力信号を増幅する。

前記加算回路１１は、入力信号Ｖｉ（負の値）と角度信
号Ｖｅ（負の値）と角速度信号Ｖｗ（正の値）とを加算
して入力信号Ｖｉと角度信号Ｗｅ及び角速度信号Ｙｗと
の差を出力するもので、角度信号Ｗｅと共に角速度信号
Ｖｗをもフィードバックされて出力軸２の回転速度がほ
ぼ一定になるよう構成されている。

加算回路１１はオペアンプ１４を備え、このオペアンプ
１４の一入力端子には、オペアンプ９の出力端子が抵抗
ＲＩ５を介して、オペアンプ１３の出力端子が抵抗Ｒ＋
ａを介して、入力電源がオペアンプ１５にて増幅され、
このオペアンプ１５の出力端子が抵抗Ｒ１７を介して、
それぞれ接続されている。このオペアンプ１４の子端子
は抵抗Ｒ１１１を介してアースされ、出力端子は抵抗Ｒ
１８を介して一入力端子に接続されている。

ドライブ回路１６は、前記加算回路１１の出力信号に応
じてモータの回転速度・正逆等を行うもので、オペアン
プ１７の十入力端子に前記オペアンプ１４の出力端子が
接続されている。

このオペアンプ１７の一入力端子はモータコイルＬと抵
抗１？１゜との直列回路を介してアースされ、又、出力
端子は第−及び第二のダーリントン回路１８、１９に接
続されている。

第一のダーリントン回路１８は、トランジスタＴｒ＋の
ベース端子がダイオードＤ、を介してオペアンプ１７の
出力端子に、コレクタ端子が外部電源（例えば＋１５Ｖ
　）に、それぞれ接続されている。また、このトランジ
スタＴｒｔのベース端子とコレクタ端子との間には抵抗
Ｒ２ｌが介在されていると共にエミッタ端子はトランジ
スタＴｒｙのベース端子に接続されている。

このトランジスタＴｒｔは、コレクタ端子が外部電源（
例えば＋１５Ｖ）に接続され、エミッタ端子が抵抗Ｒ０
を介してオペアンプ１７の一入力端子とモータコイルＬ
との共通接続点に接続されている。

第二のダーリントン回路１９は、トランジスタＴｒｓの
ベース端子がダイオードＤ、、　Ｄ、の直列回路を介し
てオペアンプ１７の出力端子に接続され、コレクタ端子
が外部電源（例えば−１５Ｖ　）に接続されている。ま
た、このトランジスタＴｒ＋のベース端子とコレクタ端
子との間には抵抗Ｒ２３が介在されていると共にエミッ
タ端子はトランジスタＴｒ、のベース端子に接続されて
いる。

このトランジスタＴｒ４は、コレクタ端子が外部電源（
例えば−１５■）に接続され、エミッタ端子が抵抗１１
ｆｆｉａを介してオペアンプ１７の一入力端子とモータ
コイルＬとの共通接続点に接続されている。

而して、オペアンプ１７の出力電圧によって第一のダー
リントン回路１８及び第二のダーリントン回路１９が作
動し、モータコイルしには第一のダーリントン回路１８
によって第５図にて実線で示す方向で、且つ、オペアン
プ１７の出力電圧と外部電源（例えば＋１５■）との差
に対応する電流が流れようとする。また、モータコイル
しには第二のダーリントン回路１９によって第５図にて
破線で示す方向に、且つ、オペアンプ１７の出力電圧と
外部電源（例えば−１５Ｖ）との差に対応する電流が流
れようとする。従って、実際にはモータコイルしには電
流の大きい方向に、且つ、減算された分だけ流れる。

例えば、入力信号Ｖｉと角度信号Ｖｅとの絶対値が等し
い場合（このとき角速度信号Ｖｗは０となる。）にはオ
ペアンプ１７の出力電圧が０となり、第−及び第二のダ
ーリントン回路１８．１９にてモータコイルしに流れる
双方の電流が相殺されて７ｒｉ流は流れない。

上記槽成において、所望回転角に対応する入力電圧を印
加すると、駆動制御回路にてトルク発生部Ｉであるモー
タが駆動して出力軸２がほぼ一定速度で所望回転角に回
転される。

この出力軸２の回転に際して出力軸２にはその端面２ａ
にマグネット部４が固定されており、トル・り発生に寄
与しないマグネット部４ら同様に回転する。しかし、出
力軸２の端面２ａに設けられており回転トルクが小さい
ためイナーツヤも小さく、回転制御信号に対する応答性
が速い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、出力軸の端面と、こ
の端面の対向面とに一方にマグネット部を他方に磁気セ
ンサーを設けたので、出力軸のイナーシャを小さくでき
回転制御信号に対する回転揺動アクチュエータの応答性
を速くできるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例を示し、第１図は回
転位置検出装置の斜視図、第２図は磁気センサーの底面
図、第３図は磁気センサーの出力波形図、第４図は駆動
制御回路のブロック図、第５図は駆動制御回路図であり
、第６図は従来例を示す回転位置検出装置の斜視図であ
る。 ■・・・回転力発生部、２・・・出力軸、２ａ・・・出
力軸の端面、３・・・回転位置検出装置、４・・・マグ
ネット部、５・・・磁気センサー。 １−−−ｒｆＩＪ卸発↑呻 固転位置硬土ＡＬ糾視図 第１図 穏気乞ンプーめ土７７液形図 第３図 、間動制田回謄のフロ１．、り図 第４図 バリ４邦くｆ丁ｒＫ、イりン２Ｌｚ曇按装置どつ斜視β
口　（従来ｆりＩＪ）第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気的に制御できる回転力発生部の出力軸の端面とこの
   端面の対向位置とに、一方にマグネット部を、他方にこ
   のマグネット部の磁場方向の変化に応じた出力を出す磁
   気センサーをそれぞれ設けたことを特徴とする回転揺動
   アクチュエータの回転位置検出装置。