JP2000352782A - 光学系走行体駆動用のステッピングモータの制御方法 - Google Patents

光学系走行体駆動用のステッピングモータの制御方法

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JP2000352782A
JP2000352782A JP11165934A JP16593499A JP2000352782A JP 2000352782 A JP2000352782 A JP 2000352782A JP 11165934 A JP11165934 A JP 11165934A JP 16593499 A JP16593499 A JP 16593499A JP 2000352782 A JP2000352782 A JP 2000352782A
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stepping motor
optical system
frequency
traveling body
pulse
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Norimasa Kishigami
典正 岸上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、光学系走行体の加速時または減
速時において、振動音およびミスステップが発生するこ
とを回避できる光学系走行体駆動用のステッピングモー
タの制御方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 光学系走行体を加速する際において、ス
テッピングモータに付与されるパルスの周波数を、予め
決定したステッピングモータが固有振動を発生する周波
数範囲内の値とならないように、ステッピングモータに
付与するパルスの周波数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光学系走行体駆動用
のステッピングモータの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機の露光装置は、一般に原稿画像を
露光走査するための光学系を有する光学系走行体と、光
学系走行体を複写倍率に応じた速度で往復移動させるた
めの走行体駆動装置とを備えている。光学系走行体は、
常時は待機位置にあり、露光時に往復移動して待機位置
に戻る。そして、光学系走行体が往動する過程において
原稿画像が露光走査される。
【0003】走行体駆動装置は、ステッピングモータを
備えている。ステッピングモータは、モータトルクおよ
び振動を低減させることを目的として、等加速度制御が
行われている。つまり、光学系走行体の往動開始時直後
においては、光学系走行体の速度(ステッピングモータ
の回転数)の走行速度が徐々に上昇していき、設定速度
に達すると一定速度で光学系走行体が往動する。この
後、リターン位置に近づくと光学系走行体の速度が減速
していき、リターン位置に達すると光学系走行体は停止
する。
【0004】また、光学系走行体の復動の前半において
は、光学系走行体の速度が加速せしめられ、光学系走行
体の復動の後半においては、光学系走行体の速度が減速
せしめられる。
【0005】光学系走行体の加速時には、ステッピング
モータの駆動パルスの周波数は、目的の周波数まで徐々
に高くされていく。一方、光学系走行体の減速時には、
ステッピングモータの駆動パルスの周波数は、目的の周
波数から徐々に低くされていく。
【0006】等加速度制御を行っている従来の複写機で
は、光学系走行体の加速時のステッピングモータの駆動
パルスのnパルス目の周波数f〔Hz〕は、次式1で求
められている。数式1における1パルス当たりの移動量
0 は、機械レイアウトによって決定される。
【0007】
【数1】
【0008】たとえば、分解能が300〔dpi〕で、
加速度が1818.2〔mm/s2〕であり、ステッピ
ングモータが2相モータである場合には、1パルス目
(n=1)の駆動パルスの周波数fは、103.6〔H
z〕となる。また、分解能が600〔dpi〕で、加速
度が1818.2〔mm/s2 〕である場合には、1パ
ルス目(n=1)の駆動パルスの周波数fは、146.
5〔Hz〕となる。
【0009】ところで、ステッピングモータが固有振動
を発生する駆動パルスの周波数(以下、固有振動数とい
う)f0は、次式2で求められ、100〜200Hz
(100Hz以上でかつ200Hz以下)の範囲である
ことが知られている。
【0010】
【数2】
【0011】J=回転系のイナーシャ(kg・cm2 ) K=スティフネス特性(kgf・cm/rd) =ΔT/Δθ =角度−トルク特性の安定点での傾き g=重力加速度(cm/s2
【0012】上述したように、従来の等加速度制御で
は、パルスモータの駆動パルスの1パルス目の周波数は
100〜200Hzの範囲内となり、パルスモータの固
有振動数と重なるため、振動音、ミスステップが発生す
るという問題があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、光学系走
行体の加速時または減速時において、振動音およびミス
ステップが発生することを回避できる光学系走行体駆動
用のステッピングモータの制御方法を提供することを目
的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明による第1の光
学系走行体駆動用のステッピングモータの制御方法は、
光学系走行体を加速する際において、ステッピングモー
タに付与されるパルスの周波数を、予め決定したステッ
ピングモータが固有振動を発生する周波数範囲内の値と
ならないように、ステッピングモータに付与するパルス
の周波数を制御することを特徴とする。
【0015】この発明による第2の光学系走行体駆動用
のステッピングモータの制御方法は、光学系走行体を減
速する際において、ステッピングモータに付与されるパ
ルスの周波数を、予め決定したステッピングモータが固
有振動を発生する周波数範囲内の値とならないように、
ステッピングモータに付与するパルスの周波数を制御す
ることを特徴とする。
【0016】この発明による第3の光学系走行体駆動用
のステッピングモータの制御方法は、光学系走行体を加
速する際および減速する際において、ステッピングモー
タに付与されるパルスの周波数を、予め決定したステッ
ピングモータが固有振動を発生する周波数範囲内の値と
ならないように、ステッピングモータに付与するパルス
の周波数を制御することを特徴とする。
【0017】ステッピングモータが固有振動を発生する
周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとする
と、たとえば、光学系走行体を加速する際にステッピン
グモータに付与される1番目のパルスの周波数はf0m
axより大きな値に設定される。
【0018】ステッピングモータが固有振動を発生する
周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとする
と、たとえば、光学系走行体を加速する際にステッピン
グモータに付与される1番目のパルスの周波数がf0m
inより小さな値に設定されるとともに、2番目ののパ
ルスの周波数がf0maxより大きな値に設定される。
【0019】ステッピングモータが固有振動を発生する
周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとする
と、たとえば、光学系走行体を減速する際にステッピン
グモータに付与される最後のパルスの周波数がf0ma
xより大きな値に設定される。
【0020】ステッピングモータが固有振動を発生する
周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとする
と、たとえば、光学系走行体を減速する際にステッピン
グモータに付与される最後のパルスの周波数がf0mi
nより小さな値に設定されるとともに、最後のパルスよ
り1つ前のパルスの周波数がf0maxより大きな値に
設定される。
【0021】ステッピングモータが固有振動を発生する
周波数範囲は、通常は、100Hz以上でかつ200H
z以下である。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。
【0023】図1は、デジタル複写機の構成を示してい
る。
【0024】複写機本体の上部には、複写すべき原稿が
載置されるコンタクトガラス1が設けられている。複写
機本体の一側面側には、給紙カセット2が設けられてい
る。複写機本体内には、露光機構、プリント機構および
記録紙搬送機構が設けられている。
【0025】露光機構は、コンタクトガラス1上に載置
された原稿(図示略)の画像を露光走査するための露光
ランプ21および原稿からの反射光を反射する第1ミラ
ー22とを備えた第1光学系走行体31、第1ミラー2
2によって反射された光をレンズ25に導くための第2
および第3ミラー23、24を備えた第2光学系走行体
32、集光レンズ25によって得られた光情報を電気信
号に変換するためのCCD等の固体撮像素子26、固体
撮像素子26によって得られた画像情報に対して各種画
像処理を行うための信号処理部27ならびに信号処理部
27の出力信号を光信号(レーザ光)に変換するレーザ
ユニット28を備えている。レーザユニット28から出
力されるレーザ光は、感光体ドラム11に照射される。
【0026】第1光学系走行体31および第2光学系走
行体32は、ステッピングモータ100(図2参照)に
よって、左右方向に往復動される。第1光学系走行体3
1は、常時は、図1に示す待機位置にあり、露光時には
図1に矢印Fで示す方向に移動し、原稿サイズに応じて
定まるリターン位置で移動方向が切り換えられて矢印R
の方向に移動して、待機位置に戻る。第2光学系走行体
32は、第1光学系走行体31の速度の1/2の速度
で、第1光学系走行体31の移動距離の1/2の距離を
移動する。
【0027】プリント機構は、感光体ドラム11を備え
ている。感光体ドラム11は、図示しないメインモータ
によって矢印の方向に回転駆動される。感光体ドラム1
1の周囲には、その回転方向の順に、感光体ドラム11
の表面の感光層を帯電させる帯電器12、感光層上に形
成された静電潜像をトナー顕像として顕像化する現像装
置13、感光層上に形成されたトナー顕像を記録紙に転
写する転写用放電器14、感光体ドラム11から記録紙
を分離するための分離用放電器15、転写後の感光体ド
ラム11上に残留しているトナーを除去するクリーニン
グ装置16および感光体ドラム11表面の電荷を除去す
る除電器17が配されている。
【0028】記録紙搬送機構は、給紙カセット2内の記
録紙を給紙する給紙ローラ36、給紙ローラ36によっ
て送られてきた記録紙を所定のタイミングで感光体ドラ
ム11に搬送するためのレジストローラ37および感光
体ドラム11上に形成されたトナー顕像が転写されかつ
感光体ドラム11から剥離された記録紙を定着ローラ3
9まで搬送する搬送ベルト38を備えている。
【0029】図2、図3および図4は、第1光学系走行
体31および第2光学系走行体32の駆動機構を示して
いる。図2、図3および図4に示す駆動機構は、第1光
学系走行体31および第2光学系走行体32を挟んで両
側に設けられているが、両者は同じ構成なので、片側の
駆動機構のみについて説明する。
【0030】複写機本体60には、第1、第2および第
3プーリ61、62、63が回転自在に取り付けられて
いる。第1プーリ61は、ステッピングモータ100に
よって回転駆動される。第2光学系走行体32の端部に
は、第4プーリ64が回転自在に取り付けられている。
【0031】ワイヤ70の長さ中間部の所定位置には、
球状端子70aが取り付けられている。一方、第1プー
リ61の外周面には、球状端子70aが嵌め込まれる凹
所が形成されている。そして、ワイヤ70の球状端子7
0aが第1プーリ61の凹所に嵌め込まれた後、ワイヤ
70が予め定められた回数だけ、第1プーリ61に巻き
付けられている。
【0032】第1プーリ61に巻き付けられたワイヤ7
0の一端は、第3プーリ63および第4プーリ64に掛
けたられた後、フレーム60に取り付けられたワイヤ固
定部材71に接続されている。第1プーリ61に巻き付
けられたワイヤ70の他端は、第2プーリ62および第
4プーリ64に掛けられた後、フレーム60に取り付け
られたワイヤ固定部材73に引っ張りコイルばね74を
介して接続されている。
【0033】図5は、ステッピングモータの制御回路を
示している。
【0034】ステッピングモータ100は、CPU10
1によって制御される。CPU101は、プログラム等
を記憶するROM102および必要なデータを記憶する
RAM103を備えている。CPU101からは、ステ
ッピングモータ100の駆動制御回路104に制御信号
が送られる。
【0035】ROM102には、第1光学系走行体31
の往動開始時にステッピングモータ100を加速制御す
るために用いられる往動時加速用テーブル、第1光学系
走行体31の往動終了時にステッピングモータ100を
減速制御するために用いられる往動時減速用テーブル、
第1光学系走行体31の復動前半においてステッピング
モータ100を加速制御するために用いられる復動時加
速用テーブルおよび第1光学系走行体31の復動後半に
おいてステッピングモータ100を減速制御するために
用いられる復動時減速用テーブルを備えている。
【0036】往動時加速用テーブルは、往動開始時にス
テッピングモータ100に付与されるパルスが何番目の
パルスであるかを示すパルス数nと、そのパルスの周波
数fとの関係に関するデータからなる。往動時加速用テ
ーブルは、パルス数nが多くなるほど、周波数fが高く
なるように作成されている。
【0037】この実施の形態では、ステッピングモータ
100に付与されるパルスの周波数が、ステッピングモ
ータ100の固有振動数100〜200Hzの範囲内と
ならないように、往動時加速用テーブルが作成されてい
る。たとえば、1パルス目の周波数が201以上の値、
たとえば、210Hzに設定されている。したがって、
往動開始時にステッピングモータ100に付与されるパ
ルスの周波数がステッピングモータ100の固有振動数
100〜200Hzの範囲内とならなくなる。
【0038】1パルス目を99Hz以下の値、たとえば
90Hzに設定し、2パルス目を201Hz以上の値、
たとえば、210Hzに設定するようにしてもよい。
【0039】往動時減速用テーブルは、往動終了直前の
減速時にステッピングモータ100に付与されるパルス
が何番目のパルスであるかを示すパルス数nと、そのパ
ルスの周波数fとの関係に関するデータからなる。往動
時減速用テーブルは、パルス数nが多くなるほど、周波
数fが低くなるように作成されている。
【0040】この実施の形態では、ステッピングモータ
100に付与されるパルスの周波数が、ステッピングモ
ータ100の固有振動数100〜200Hzの範囲内と
ならないように、往動時減速用テーブルが作成されてい
る。たとえば、駆動パルスを停止する直前の最終パルス
の周波数が201以上の値、たとえば、210Hzに設
定されている。したがって、往動終了直前の減速時にス
テッピングモータ100に付与されるパルスの周波数が
ステッピングモータ100の固有振動数100〜200
Hzの範囲内とならなくなる。
【0041】駆動パルスを停止する直前の最終パルスを
99Hz以下の値、たとえば90Hzに設定し、最終パ
ルスより1つ前のパルスを201Hz以上の値、たとえ
ば、210Hzに設定するようにしてもよい。
【0042】復動時加速用テーブルは、復動前半の加速
時にステッピングモータ100に付与されるパルスが何
番目のパルスであるかを示すパルス数nと、そのパルス
の周波数fとの関係に関するデータからなる。復動時加
速用テーブルにおいても、往動時加速用テーブルと同様
に、復動前半の加速時にステッピングモータ100に付
与されるパルスの周波数がステッピングモータ100の
固有振動数100〜200Hzの範囲内とならないよう
に作成されている。
【0043】復動時減速用テーブルは、復動後半の減速
時にステッピングモータ100に付与されるパルスが何
番目のパルスであるかを示すパルス数nと、そのパルス
の周波数fとの関係に関するデータからなる。復動時減
速用テーブルにおいても、往動時減速用テーブルと同様
に、復動前半の減速時にステッピングモータ100に付
与されるパルスの周波数がステッピングモータ100の
固有振動数100〜200Hzの範囲内とならないよう
に作成されている。
【0044】なお、往動時において第1光学系走行体3
1の減速開始開始およびリターン位置でリターンさせる
ための停止位置は、たとえば、第1光学系走行体31が
所定の減速開始位置位置および所定のリターン位置に到
達したことを検出する検出器の出力に基づいて決定され
る。
【0045】
【発明の効果】この発明によれば、光学系走行体の加速
時または減速時において、振動音およびミスステップが
発生することを回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】デジタル複写機の概略構成を示す概略構成図で
ある。
【図2】第1光学系走行体31および第2光学系走行体
32の駆動機構を示す平面図である。
【図3】第1光学系走行体31および第2光学系走行体
32の駆動機構を示す正面図である。
【図4】第1光学系走行体31および第2光学系走行体
32の駆動機構のワイヤの経路を示す斜視図である。
【図5】ステッピングモータの制御回路を示すブロック
図である。
【符号の説明】
31 第1光学系走行体 32 第2光学系走行体 100 ステッピングモータ 101 CPU 102 ROM 103 RAM 104 駆動制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 1/107 Fターム(参考) 2H076 AA07 AA22 AA35 AA36 AA37 AA58 2H108 AA01 FB16 FB22 5C072 AA01 BA13 MA05 MA06 MB03 MB04 5H580 AA04 BB02 FA13 FA14 FA25 GG04 KK05

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学系走行体を加速する際において、ス
    テッピングモータに付与されるパルスの周波数を、予め
    決定したステッピングモータが固有振動を発生する周波
    数範囲内の値とならないように、ステッピングモータに
    付与するパルスの周波数を制御することを特徴とする光
    学系走行体駆動用のステッピングモータの制御方法。
  2. 【請求項2】 光学系走行体を減速する際において、ス
    テッピングモータに付与されるパルスの周波数を、予め
    決定したステッピングモータが固有振動を発生する周波
    数範囲内の値とならないように、ステッピングモータに
    付与するパルスの周波数を制御することを特徴とする光
    学系走行体駆動用のステッピングモータの制御方法。
  3. 【請求項3】 光学系走行体を加速する際および減速す
    る際において、ステッピングモータに付与されるパルス
    の周波数を、予め決定したステッピングモータが固有振
    動を発生する周波数範囲内の値とならないように、ステ
    ッピングモータに付与するパルスの周波数を制御するこ
    とを特徴とする光学系走行体駆動用のステッピングモー
    タの制御方法。
  4. 【請求項4】 ステッピングモータが固有振動を発生す
    る周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとす
    ると、光学系走行体を加速する際にステッピングモータ
    に付与される1番目のパルスの周波数をf0maxより
    大きな値に設定することを特徴とする請求項1および3
    のいずれかに記載の光学系走行体駆動用のステッピング
    モータの制御方法。
  5. 【請求項5】 ステッピングモータが固有振動を発生す
    る周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとす
    ると、光学系走行体を加速する際にステッピングモータ
    に付与される1番目のパルスの周波数をf0minより
    小さな値に設定するとともに、2番目のパルスの周波数
    をf0maxより大きな値に設定することを特徴とする
    請求項1および3のいずれかに記載の光学系走行体駆動
    用のステッピングモータの制御方法。
  6. 【請求項6】 ステッピングモータが固有振動を発生す
    る周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとす
    ると、光学系走行体を減速する際にステッピングモータ
    に付与される最後のパルスの周波数をf0maxより大
    きな値に設定することを特徴とする請求項2および3の
    いずれかに記載の光学系走行体駆動用のステッピングモ
    ータの制御方法。
  7. 【請求項7】 ステッピングモータが固有振動を発生す
    る周波数範囲f0をf0min≦f0≦f0maxとす
    ると、光学系走行体を減速する際にステッピングモータ
    に付与される最後のパルスの周波数をf0minより小
    さな値に設定するとともに、最後のパルスより1つ前の
    パルスの周波数をf0maxより大きな値に設定するこ
    とを特徴とする請求項2および3のいずれかに記載の光
    学系走行体駆動用のステッピングモータの制御方法。
  8. 【請求項8】 ステッピングモータが固有振動を発生す
    る周波数範囲が100Hz以上でかつ200Hz以下で
    あることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6お
    よび7のいずれかに記載の光学系走行体駆動用のステッ
    ピングモータの制御方法。
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