JPH02159991A - モータの定速制御装置 - 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） 本発明はモータの定速制御装置に関し、さらに具体的に
は複写機での原稿画像を走査する走査系のように一定の
速度で移動することが必要な機構を駆動するモータの定
速制御装置に関するものである。

（従来の技術） 従来複写機の走査系を駆動するモータを速度制御するの
に、モータの回転に同期するエンコーダパルスをＦ−Ｖ
変換し、これを目標速度に対応する基準電圧と比較、増
幅し、さらにそれをパルス幅変調処理してモータへの通
電信号としたものが実機に採用されている。

また別のものとして、モータの回転に同期するエンコー
ダのパルスを演算手段に入力してそれを比較演算し、エ
ンコーダパルスと同期した通電信号を得てモータの速度
を制御するものが実機に採用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし上記従来のものは、モータへの通電タイミングが
モータの回転に同期して発生されるエンコーダパルスに
同期したものとなり、特に変倍できる複写機では最大拡
大倍率でのエンコーダパルスのパルス幅が長くなるので
、“ピーラ”と云った低周波騒音を発生する。また変倍
率によってエンコーダパルスのパルス幅が異なるのに起
因し、変倍率に応じて異なる音の低周波騒音を発生する
ので耳障りになることもある。

さらに通電周期が長いことによってモータの速度を木目
細かく制御することができず、定速制御が不安定になり
やすい。

そこで本発明はモータの回転に同期して発生サレるエン
コーダパルスによってモータの速度を判別し、この判別
結果に応じてエンコーダパルスとは別のモータ通電用パ
ルスのデユーティを制御してモータを定速制御すること
により、モータ通電用パルスの周波数を自由に設定して
騒音の低減や定速制御の安定性を向上し得るモータの速
度制御装置を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような目的を達成するために、モータの
回転に同期したパルスを発生するパルス発生手段と、こ
れをモータの目標速度に対応する目標パルス幅と比較、
演算する手段と、この比較、演算の結果に対応して別の
モータ通電用パルスのデユーティを前記目標速度を得べ
く制御する制御手段とを備えたことを特徴とするもので
ある。

（作　用） 本発明の上記構成では、演算手段がモータの回転に同期
してパルス発生手段から発生されるパルスを目標速度に
対応する目標パルスと比較、演算することによってモー
タの速度が目標速度と比較して判別される。制御手段は
この判別結果に応じて別のモータ通電用パルスのデユー
ティを制御するが、モータ通電用パルスの周波数にかか
わりなくデユーティの設定如何によってモータを目標速
度に近づけ、また戻して一定の速度に制御することがで
きる。したがって定速制御の通電信号とし、またモータ
の速度を木目細か（制御できる高い特定の周波数のパル
スを用いることができる。

（実施例） 図に示す本発明の一実施例について説明する。

第１図は複写機の作像部の概略を示している。

原稿台ガラス１とその下の感光ドラム２との間に走査光
学系３が設けられている。走査光学系３はスキャナをな
す第１移動台４上に保持された照明ランプ５と第１ミラ
ー６、および第２移動台８上に保持された第２、第３ミ
ラー９．１０、さらに投影レンズ１１、第４ミラー１２
からなる。

第１移動台４および第２移動台８が移動する部分の両側
に一対の駆動ワイヤ２１が張設されている。各駆動ワイ
ヤ２１は左右の同径プーリ２２．２３間に上方から掛は
渡され、プーリ２２側の部分２１ａはプーリ２２の下側
に掛は回された上で第２移動台８の端板外面に設けられ
たプーリ２４に掛は回して折返され、その端部２１ｃを
固定部材２５に止着されている。プーリ２３例の部分２
１ｄはプーリ２３の下側に掛は回された上で第２移動台
８の前記プーリ２４に掛は回して折返され、その端部２
１ｅを固定部材２６にテンシランバネ２７を介し止着さ
れている。

また各ワイヤ２１のプーリ２２側の部分２１ａのブー１
Ｊ２２とブーＩＪ２４との間の一部で第１移動台４に止
着されている。２８はその止着部を示している。ブーＩ
Ｊ２３の回転軸２９には直流モータ３０が減速ギヤ３１
、タイミングベルト３２を介し連結されている。さらに
モータ３０の回転軸３０ａにエンコーダ３３が連結され
、モータ３０の回転に同期してパルスを発生する。

モータ３０が矢印ａの方向に作動されるとワイヤ２１が
矢印すの方向に駆動される。このときワイヤ２１に直接
止着されている第１移動台４は矢印Ｃの方向にワイヤ２
１と同速の１／ｎ（ｎ　：複写倍率）の速度で移動され
、原稿台ガラス１上の原稿の画像を複写サイズと倍率に
応じた範囲で走査し、第１〜第４のミラー６．９．１０
．１２と投影レンズ１１とによって感光ドラム２上に原
稿の画像を順次スリット露光する。この際第２移動台８
はワイヤ２１が矢印すの方向に駆動されるときのプーリ
２２側の部分２１ａが短くなっていく分だけプーリ２３
例の部分２１ｄが長くなっていく動きによってブーＩＪ
２４を介し、矢印Ｃの方向に１７２ｎの速度で移動され
、走査中走査光学系３の光露長を一定に保つ。

感光体ドラム２はそのまわりに図示しないイレーサラン
プ、帯電チャージャ、現像器、転写チャージャ、クリー
ニング装置が配設されており、帯電チャージャによって
一様に帯電された表面に前記露光を受けて静電潜像を形
成する。

この静電潜像は現像器により現像されてトナー像となり
、それに同期して送られてくる転写材上に転写チャージ
ャによって転写される。

転写後の感光体ドラム２の表面はクリーニング装置によ
って残留上ナーを除去された後、イレーザランプによっ
て残留電荷を除去される。

複写倍率の変更は例えば投影レンズ１１等を光軸方向に
移動させて共役長を調整することにより行われる。

走査の終了時点でモータ３０は逆転される。これにより
ワイヤ２１は矢印すと反対の方向に駆動され、第１、第
２移動台４．８は矢印Ｃと反対の方向に移動され、ホー
ムポジションに戻される。

この走査光学系３の動作を制御するのに、モータ３０は
第２図に示す駆動回路で駆動し、第３図に示す制御回路
によって制御する。またこの制御のために走査光学系３
がホームポジションにあるかどうかを検出するスイッチ
３４を第１移動台４の移動経路に設け、第１移動台４が
ホームポジション位置にあるとき押動される。

第２図の駆動回路について説明する。モータ３０には直
流電源Ｅが、ブリッジ接続された４つのスイッチングト
ランジスタＴｒｌ−Ｔｒ４を介し接続されている。トラ
ンジスタＴｒ１、Ｔｒ３はベース電圧が“ロー”のとき
オンし、トランジスタＴｒ、　、Ｔｒ４はベース電圧が
“ハイ”のときオンするもので、それらのオン、オフの
状態の組合せによってモータ３０を適宜正転または逆転
、あるいは停止の状態にする。

トランジスタＴｒｌ〜Ｔｒ４にはそれぞれダイオードＤ
　Ｉ”’　Ｄ　ａが並列に接続されて逆起電圧が生じた
ときのバイパスを形成している。

入力端子３５ａは正転信号としての“ハイ”信号か逆転
信号としての“ロー”信号かが入力されるもので、ＡＮ
ＤゲートＡＮＤ　、の入力側およびトランジスタＴｒ、
のベースに接続されると共に、インバータＩを介してＡ
ＮＤゲー）ＡＮＤｔの入力側およびトランジスタＴｒ、
のベースに接続されている。

もう１つの入力端子３５ｂはモータ通電用のパルスｄに
よる通電オン信号としての“ハイ”信号か、通電オフ信
号としての　“ロー”信号かが入力されるもので、ＡＮ
ＤゲートＡＮＤ、およびＡＮＤｔの入力側に接続されて
いる。ＡＮＤゲートＡＮＤＩの出力側はトランジスタＴ
ｒ、のベースに、またＡＮＤゲートＡＮＤ２の出力側は
トランジスタＴｒ、のベースにそれぞれ接続されている
。

各入力端子３５ａ　、３５ｂへの入力信号の組合せによ
る各トランジスタＴｒ、〜Ｔｒａのオン、オフ状態と、
それによるモータ３０のオン、オフ状態およびオン時の
正逆転の別とを示せば下記表１の通りである。

表１ 第３図の制御回路について説明する。この回路はｌチッ
プマイクロコンビエータ（以下マイコンと称す）４１を
走査光学系３の制御に専用するものであり、これを複写
機の他の各種の動作を制御する図示しないマイクロコン
ピュータ（以下マスクと称す）によって制御する。

マイコン４１はＣＰＵ４２　、ＲＯＭ４３　、ＲＡＭ４
４　、入力ポート４５、出力ボート４６、Ｐ目出力ボー
ト４７、レジスタ４８、タイマユニット４９、内部シス
テムクロックｆｃｌｋを発生するための発振回路５０の
それぞれを備えている。タイマユニット４９にはエンコ
ーダパルスｅを第１移動台４の位置情報としてそのまま
カウントするカウンタＸＦのほか、第１　移動台４のリ
ターン中エンコーダパルスｅの入力を４分周して割込み
を発生させ、その割込みの都度カウンタＸＦのカウント
を４つづつカウントさせるための分周回路ＦＤＣがあり
リターン中フルパワーで通電され高速で回転しても、エ
ンコーダパルスｅのエッッヂが４回検出されるまではカ
ウンタＸＰはカウントしなくてよいことになり、ソフト
の処理時間は間にあうことになる。なおエンコーダパル
スｅはエンコータ３３からの出力ＰＧは波形成形回路１
５０で矩形波にしてマイコン４１に入力される。

入力ボート４５にはマスクから逼影倍率の信号ＭＡＧ　
、走査開始要求の信号５ＣＡＮおよび走査光学系３がホ
ームポジションにあるか否かの信号１１０　Ｍ　Ｂが与
えられる。信号ＭＡＧは複写機において選択される複写
倍率を示しマイコン４１ではそれに応じて走査速度が設
定される。信号ＳＣＡＭは通常は“ロー”で走査開始要
求を行うとき“ハイ”とされる。信号ＨＯＭＩＩ！は走
査光学系３がホームポジションにあるときだけ　“ハイ
”とされ、それ以外のとき“ロー”とされる。

出力ボート４６からはモータ３０の正逆転信号ｆが出力
され、これが第２図の駆動回路５１の入力端子３５ａに
入力される。ＰＷＭ出力ボート４７からは発振回路５０
で発振されるシステムクロックｆＣＬにを２５６分周し
た周波数の定速走査制御用のＰＷＭパルス、あるいは走
査系３の定速走査までの立上がり時や定速制御後のリタ
ーン開始までの減速制御、フルパワーリターンに続く減
速リターン制御のために、前記パルスのデユーティを１
００％にしておき、エンコーダパルスｅのオン、オフ各
エツジ（第４図）を基にタイマ設定により行う割込みで
オフ時間制御したパルスと云ったＰＷＭモータ通電パル
スｄが出力され、これが第２図の駆動回路５１の入力端
子３５ｂに人力される。これら入力によってモータ３０
の制御が行われる。

この制御は第４図に示すように、走査光学系３が速度０
から目標速度■に達するまでの加速走査Ａの状態の制御
と、目標速度Ｖに達した状態で所定範囲を定速で走査す
る定走査Ｂの状態の制御と、定速走査が終了した時点で
走査光学系３を復動させるためにモータ３０を一旦速度
Ｏまで減速する減速走査Ｃの状態およびそれに続いてモ
ータ３０をフルパワーで逆転させて走査光学系３を復動
させるフルパワーリターンＤの状態の制御と、フルパワ
ーリターンＤの状態の走査光学系３をホームポジション
に停止させるためにブレーキを働かせてモータ３０を速
度Ｏまで減速し停止させる減速リターンＥの状態の制御
とを行う。

加速走査Ａでの制御は、入力端子３５ａに“ハイ”の信
号が入力され、入力端子３５ｂにはモータ３０の回転に
応じて発生されるエンコーダパルスの各オンエツジから
一定のオフ時間ｔＯＦＦをタイマ設定し、次のエンコー
ダパルスのオンエツジまでをオン時間ｔＯＮと設定した
通電パルスｄが入力される（第５図（ａ））。

この通電パルスｄはエンコーダパルスｅのオン、オフ各
エツジによる割込みＩＮＴ−Ｅからタイマ設定された内
部割込みＩＮＴ−Ｆによって得られる。加速走査（Ａ）
の初期はモータ３０の回転が遅くエンコーダパルスｅの
間隔が長いので、モータ３０のオン時間ｔ。Ｎがオフ時
間ｔ。Ｆ、対し充分に長く強い通電トルクによってモー
タ３０は強力に加速きれる。速度が定速走査Ｂのための
目標速度Ｖに近づくに従ってエンコーダパルスｅ間隔が
小さくなるのに伴ってオン時間ｔｏＨのオフ時間ｔ。１
．対する比率が小さくなっていき、モータ３０を駆動す
る加速が徐々に弱くなる。

目標速度Ｖとなる第４図Ｆ点に達すると、そのときのエ
ンコーダパルスｅの間隔から目標速度Ｖに達したとマイ
コン４１で判断される。これに基きモータ３０の制御が
定速走査Ｂの制御に切換わる。この制御ではＰＷＭパル
スをモータ通電パルスｄとしてモータ３０を定速制御す
るが、後に詳しく述べるように目標速度Ｖに達したとき
の通電時の加速度α。Ｎと、非通電時の加速度α。ＦＦ
とを算出し、以後この２つをパラメーターとしてＰＷＭ
モータ通電通電パルスゲユーティをエンコーダパルスご
とに書き換える（第６図）。

この書換えのタイミングはエンコーダパルスｅのオン、
オフ各エツジによる割込みＩＮＴ−８によってのみ得ら
れる（第５図（ｂ））。従ってこの間内部側込みＩＮＴ
−Ｆは禁止される。

これによって定速制御が達成され、走査終了位置に達す
ると減速走査（Ｃ）が行われる。この減速走査（Ｃ）で
は制動力を与えるために入力端子３５ａは“ロー”に切
換えられ、加速走査（Ａ）の場合と同様にモータ通電パ
ルスｄによるオフ時間の制御が行われる（第５図（Ｃ）
）。入力端子３５ａが“ロー”で入力端子３５ｂが“ロ
ー″の状態では、第２図でトランジスタＴｒ、のみがオ
ンしている。このとき走査光学系３は走査方向に移動し
ているので、この移動によってモータ３０の軸３０ａが
回転させられ、モータ３０、ダイオードＤ。

トランジスタＴｒ、の閉ループで矢印ａと反対方向の逆
起電圧が発生し、走査方向ａに回転しているモータ３０
の回転に制動を与える。これがいわゆる回生ブレーキで
ある。

一方、入力端子３５ａが“ロー”で入力端子３５ｂが１
ハイ　”の状態ではトランジスタＴｒ、とＴｒ４がオン
し、直流電源Ｅの電流は矢印ａと逆の方向に流れ、モー
タ３０をリターン方向に回転させようとして制動を与え
る。このように走査光学系３の移動方向と反対の方向に
モータ３０を回転させて制動を与える場合がいわゆる強
制ブレーキである。

第４図の減速走査（Ｃ）の初期ではエンコーダのパルス
ｅの間隔は設定されたオフ時間よりも短いので回生ブレ
ーキのみが働く。この回生ブレーキによる制動力は比較
的弱く、走査光学系３は徐々に減速される。減速が進ん
でエンコーダパルスｅの間隔がオフ時間よりも長くなる
と、回生ブレーキと共に強制ブレーキも働き、強い制動
での減速が行われる。

次にエンコーダパルスｅの間隔が所定時間よりも長くな
ったときには、第４図（Ｄ）のリターン処理に入る。こ
れはリターン時間の短縮のためにも入力端子３５ｂをオ
ンのままつまりモータ通電パルスｄをオンのままにする
ことにより“ハイ　”に固定して常時通電する。いわゆ
るフルパワーリターン（Ｄ）が行われる（第５図（ｄ）
）。

ここで走査光学系３はこのフルパワーリターンの後ホー
ムポジションに正確に停止されることが望まれる。これ
を満足するのに、ホームポジションの少し手前の位置で
フルパワーリターン（Ｄ）から減速リターン（ＩＩりに
切換えられる。

この減速リターン（Ｅ）の開始タイミングは走査開始に
よりホームスイッチがオフした時点からエンコーダパル
スｅをタイマユニット４９のカウンタｘＦによりカウン
トし続け、走査が終了する第４図１の時点からリターン
中はそれまでのカウント値ｘｏｆを減算していくことに
よってリターン中の第１移動台４の位置を求め、ホーム
スイッチ３４からその手前のブレーキ開始所定時位置（
第４図Ｊ）までの距離に相当するカウント値ｘｌｆに達
したことによって決定する。

なおこの際の減算は前述の通りエンコーダパルスｅのオ
ン、オフ各エツジが４回検出されると前述の外部割込み
を発生する都度４つづつ行うことでソフト処理に対応し
ている。

カウント値がｘｌｆになると減速走査（ｃ）の場合同様
のオフ時間制御を行い、ホームポジションに停止させる
。

以上の主な制御をさらに具体的に詳しく説明すると、マ
イコン４１のタイマユニット４９はソノフリーランカウ
ンタＦＲＣにより発振回路５０から人力されるシステム
クロックｆｃＬＩＩの４分周を基準クロックとしてカウ
ントすると共に、エンコーダパルスｅのオン、オフ各画
エツジの検出によって外部割込み信号ＩＮＴ−Ｅを発生
し、検出時点におけるフリーランカウンタＦＲＣの値を
レジスタ４８にキャプチャーしてそのカウント値でエン
コーダパルスｅのパルス幅を判定Ｌモータ３０の速度検
出情報とする。

なお減速ギヤ３１の減速比を１／Ｎ、駆動プーリ３１ａ
の径をＤとし、モータ３０による等倍時の走査速度ＶＰ
をタイミングベルト３２の速度として見ると、モータ３
０の回転数Ｒ０と速度ｖＰの関係は、となる。そこで等
倍時のエンコーダパルス幅（−周期）をＴＳＩ　、モー
タ３０の１回転当りのエンコーダパルス数をＧとすると
、 となる。

そしてタイマユニット４９は、それに備えるＰＷＭレジ
スタＰＷＭＲによってシステムクロックｆＣＬＫの２５
６分周した周波数で、ＰＷＭ　レジスタＰＷＭＲに設定
された値に対応するハイレベルアクティブのパルスを発
生し、出力する。このＰＷＨの分解能は２′！であり、
パルス幅のデユーティＰＷＭｄｕｔｙはさらにタイマユ
ニット４９はＴＭＦレジスタ↑ＭＦＨにより、このレジ
スタＴＭＦＲに設定された値をカウントすると前述の内
部割込み信号ＩＮＴ−Ｆを発生する。

ここでＰＷＭ出力ポート４７による定速走査（Ｂ）の制
御について述べる。目標速度ＶにおいてＰＷＭモータ通
電通電パルス−りモータ３０に通電したときの加速度α
ＯＮと通電を断ったときの加速度αＯＦＦとの差が第６
図のようにΔＶであると、ＰＷＭモータ通電通電パルス
−周期中に目標速度Ｖとなるためには、ＰＷＭモータ通
電通電パルス−周期をＴＰ、このＴＰに対する通電オン
時間の比率をＹとすると、 （ｒＱ１４　Ｈ’１−ＴｐΔＶ　＝　αｏＦＦ（ｌ　　
Ｙ）Ｔｒ　　　　＝−＝−■が成立する。したがってＹ
は となる。

次に第７図においてに０の時刻でエンコーダの外部割込
みＩＮＴ−Ｅが発生した場合を考える。

このとき速度誤差がΔ■であったとすると、次のエンコ
ーダの外部割込みＩＮＴ−Ｅが発生する時刻に、までに
目標速度■に達するためには、目標速度■に対応するエ
ンコーダパルスの一周期をＴＳＩ　とするとに０からに
、に到達するまでの時間はＴＳＩ／２であると近似し、
この間のＰＧＩＭモータ通電パルスｄの数Ｎは ルス幅をＴＳＩ　とすると、パルス幅がＴＳＩのときの
速度Ｖは■■゛式のＲｏとＧ、■、よりＴＳＩ　　　　
　ＧＲ。

となる。同様に速度誤差がΔＶであるときの速度ｖ０は
パルス幅をＴＭ。８として となる。

したがって０式における速度誤差ΔＶをＮ分割した値を
１つのＰＷＭモータ通電通電パルス−ユーティ調整によ
り補正するとよい。この際のＰＷＭモータ通電通電パル
ス−ン比率Ｙは、である。

ここで速度誤差Δ■について考えると、速度検出はエン
コーダパルスｅの幅を外部割込みＩＮＴ−Ｅ間における
フリーランカウンタＦＲＣのカウント数により判別して
行うので、第７図に示すようにに０点における測定パル
ス幅を律。８、目標バとなる。従って速度誤差ΔＶは で表される。

これによりＰＷＭモータ通電通電パルス−ン比率は０式
から ＧＲ６ＴＭ。８ となる。

この［相］式の右辺第２項の分母においてＴＭ。、４ζ
ＴＳＩ　と考えると、ＰＷＭモータ通電パルスｄ□のオ
ン比率Ｙは［相］式から は、 αＯＮ＋αｏｒｒ　　　　　　　　　　αＯＮ＋αＯＦ
Ｆとなる。

エンコーダパルスｅの幅はＣＰ［Ｉ　４２内部のフリー
ランカウンタＦＲＣによるカウントで決定され、フリー
ランカウンタＦＲＣはシステムクロックｆｃＬｌｌの４
分周を基準クロックとしてカウントするので、０式の右
辺第２項の律。Ｎ、ＴＳＩをフリーランカウンタＦＲＣ
のカウント値ＴＭ。Ｎｆ　５ＴＳＩｆで表すと、 となる。

したがってＰＷＭレジスタＰＷＭＲへの設定値ＰＷＭＲ
。

二二で０式中の右辺において第１項＝ＣＢＩＡＳ、第２
項雪ＰＲＡＴＢ　とすると、 ＰＷＭＲｏモＣＢＩＡＳ　十ＰＲＡＴＩｌ！（ＴＭ。ｓ
ｆ　　ＴＳＩｆ）　　・・・−・−■となる。

次に第４図（Ｐ）点での目標速度Ｖにおけるモータ通電
時の加速度αＯＮと、非通電時の加速度α。ＦＦとを求
める方法について説明する。

第８図において速度が目標速度Ｖになったに２の時刻に
おいて、次のエンコーダパルスｅのエツジ検出時点に３
までＰＷＭモータ通電通電パルステユーティを１００％
にセットし、フルパワー通電状態とし、Ｋ、の時点から
は次のエンコーダパルスのエツジ検出時点に４までＰＷ
Ｍモータ通電通電パルステ力を禁止して非通電の状態を
保つことにより加速度の測定を行う。

Ｋ、の時点で速度が■からｖｌになったとすると、この
ときの加速度α。８は次式で与えられる。

ＴＳＩ Δｔｚ＝ と近似すると次式のようになる。

ＧＲ。

ここで式［相］の分母においてＴＳＩＩζＴＳＩ、よっ
て［相］、■弐のα。８、αＯＦＦにより式０における
ＣＢＩＡＳ　、　ＰＲＡＴＥに代入すると、となる。

さらにに４の時点で速度がｖｌからｖｔになったとする
と、このときの加速度（α。ＦＦ＞Ｏ）は前記同様に■
、［相］式をフリーランカウンタＦＲＣのカウント値Ｔ
ＳＩｆ、　ＴＳｌｌｆ　、　ＴＳＴｚｆで表すと、ＧＲ
。

ここで分母におけるＴＳＩＩζＴＳＩ　、　ＴＳＩ！ζ
ＴＳＩ　。

となる。

したがって上式の値を計算することにより、定速走査（
Ｂ）の制御における最適パラメータを求めることができ
る。

次に第９図から第１１図に示すフローチャートに基き、
本実施例における制御の具体的な流れについて説明する
。

第９図はマイコン４１による制御のメインルーチンを示
している。

電源が投入されてマイコンにリセットがかかると、ステ
ップ＃１で初期設定が行われる。これは内部のＩ？ＡＭ
４４　、ＰＷＭ　レジスタＰＷｌ’ｌＲ等をクリアし、
ＰＷＭ出力ボート４７の出力状態をオフにしてモータ通
電信号ｄを“Ｏ”にする。このｄ＝ｏは第２図のモータ
駆動回路の入力端子３５ｂが“ロー”でモータ３０をオ
フする状態に対応し、ｄ＝１は“ハイの状態に対応する
。

初期設定後ステップ＃２でホームスイッチ３４がオンで
あるかどうか判別される。オンしていると走査光学系３
がホームポジションつまり走査開始位置にあることにな
りステップ＃３に進む。ここでは図示しないマスクから
の走査要求信号５ＣＡＮがあるまで待機する。走査要求
信号ＳＣＡＭが出るとステップ＃４で複写倍率信号ＭＡ
Ｇによる倍率Ｍをメモリｍに入力し、ステップ＃５で複
写倍率に対応した走査速度を制御するためのエンコーダ
パルス幅ＴＳＩｆを計算する。

このＴＳＩｆの計算は、フリーランカウンタＦＲＣのク
ロックを基準としてカウントするので、となる。

ステップ＃５ではまた走査長およびホームスイッチから
ブレーキ開始時点までの距離を決めるｘｏｆ　も計算さ
れる。ｘｏｆはペーパーサイズＰＳＩＺＥと倍率Ｍから
計算される長さと、予備走査量ＸＨＩＩ！　（ホームス
イッチオフから画像先端までの距離）の和で得られる。

ここでエンコーダパルスの立上がり、立下がり、および
゛立下がりから立上がりまでの移動量ａは　　　　Ｖ。

ａ＝　　　　　　　　　　　　−・・・・−［相］ＧＲ
０ となるので、倍率Ｍでのパルスカウント値に換算した走
査長ｘｏｆは Ｖ。

となる。さらにホームスイッチ３４からブレーキ開始時
点までの距離を×１とすると、［相］式からＸ、の距離
でのパルスカウント換算値ｘ、ｆハ となる。ここでＰＳＩＺＥは本実施例では最大通紙サイ
ズとする。

次のステップ＃６では正逆転信号ｆを“１”にする。ｆ
＝１は第２図の駆動回路５１の入力端子３５ａが“ハイ
“で正転を行わせる状態に対応し、ｆ＝０は“ロー”で
逆転を行わせる状態に対応する。

次のステップ＃７では加速走査（Ａ）の制御の通電オフ
時間のメモリｔ。□に予め決められた値Ｔ。Ｆ□をセッ
トする。これは第１０図に示す外部割込みＩＮＴ−Ｈの
割込みサブルーチンで用いられる。

ステップ＃８ではＰＷＨのレジスタＰＷＭＲに４０９６
をセットする。つまりＰＷＭモータ通電パルスのデユー
ティを１００％にしておいて、ＰＷＭ出力ポート４７を
利用した前記オフ時間制御を行う。ここではまたＰＷＭ
出力ボート４７の出力状態をオンにし、つまりｄ＝１に
してモータ３０への通電を開始することも行う。

ステップ＃９ではＭＯＤＥ＋　１として加速走査（Ａ）
の制御モードにセットし、続くステップ＃１０でエンコ
ーダパルスｅによる外部割込みＩＮＴ−Ｅを可能にする
。

次のステップ＃１１では走査初期の加速走査（Ａ）の制
御において走査光学系３がホームスイッチ３４から離れ
てホームスイッチ３４がオフすることによりステップ＃
１２に進む。ここでは走査長を測定するカウンタＸＦを
クリアしておく。これによりカウンタＸＦは走査光学系
３が実際に走査し始めてからの移動量をクリア状態から
カウントすることになる。

続（ステップ＃１３では計算された走査長だけ走査した
かをカウンタＸＦのカウント値χｆが所定走査長に対応
するｘｏｆに達したかどうかによって判別する。走査が
終了するｘｆ＝χ。ｒになるとステップ＃１４に進み、
正逆転信号ｆを“０″にして正転状態での逆転駆動によ
るブレーキ状態にする。

次いでステップ＃１５でオフ時間用のメモリｔＯＦＦに
ブレーキ力を決定する予め決められた値ＴＯＷＷｔをセ
ットし、ステップ＃１６でＭＯＤＥを２にし減速走査（
Ｃ）の制御モードにセットする。

これ以降減速走査状態からフルパワーリターンの加速状
態への切換えは外部割込みＩＮＴ−Ｈのサブルーチンで
行われる。

ステップ＃１７ではｘｆ＝ｘ１ｆであるかどうかによっ
てブレーキ開始時間に達しているかどうか判別し、ブレ
ーキ開始時点に達するｘｆ＝ｘ、ｆであると、ステップ
＃１８に進んで正逆転信号ｆを１にして逆転中の正転駆
動によるブレーキ状態にセットする。

続くステップ＃１９ではリターン終了でのブレーキ力を
決定する予め決められた値Ｔ。ＦＦｆｆをオフ時間メモ
リｔＯＦＦにセットし、ステップ＃２０でＭＯＤＩＩ！
＝３にしてリターン終了時減速モードにセットする。

次いでステップ＃２１に進み、走査光学系３がホームポ
ジションに達したＨＯ？Ｉｆ！＝　１であるかどうかを
判別し、達しているとステップ＃２２に進む、ステップ
＃２２ではＭＯＤＥ＝４かどうかを判別する。このモー
ドは外部割込みＩＮＴ−ＩＩ！のサブルーチンで設定さ
れ、リターン終了を意味する。ＭＯＤＢ＝４であるとス
テップ＃２３に移りＰＷＭ出力ボート４７の出力をオフ
にし、続くステップ＃２４で割込み禁止状態にセットす
る。これにより１回の往復動動作を終えて再度ステップ
＃３に戻り、マスクからの次の走査要求を待つ。

一方ステップ＃２でホームスイッチ３４がオフしている
場合はステップ＃２５に移行する。ここでは複写倍率の
メモリｍに予め決められた定速リターン倍率ＭＲＥＴを
セットし、ホームポジションへの復帰動作を行う。続く
ステップ＃２６ではステップ＃５と同様に倍率ＭＲＥＴ
に対応した定速リターンのためのＴＳＩｆの計算を行う
。したがってここではχ、ｆ、ｘ、ｆの計算は行わない
。

次いでステップ＃２７で正逆転信号ｆを“ＯＮにしてモ
ータ３０が逆転駆動されるようにし、ステップ＃２８〜
＃３１ではステップ＃７〜＃１０と同様の処理を行う。

但しオフ時間メモリｔ。、Ｆには定速リターンのための
ブレーキ力を決定する予め決められた値Ｔ。ＦＦ４がセ
ットされる。続くステップ＃３２ではホームスイッチ３
４がオンしたかどうかの判断を行い、オンであれば走査
光学系３はホームポジションに戻ったことになり、ステ
ップ＃３３〜＃３５に進んで正逆転信号ｆを“１″にし
、ステップ＃１８〜＃２０の場合同様、逆転中の正転駆
動によるブレーキ動作を行う。但しこの場合オフ時間メ
モリｔＯＦＦにはこの場合のブレーキ力を決定するよう
に予め決められた値ＴＯＦＦＩがセットされる。次いで
ステップ＃２２に移ってブレーキ終了の状態になるまで
待機し、その後上述の場合同様の処理を行う。

第１０図に示す割込みＩＮＴ−Ｈのサブルーチンにつき
説明する。この割込みは前述のようにエンコータパルス
ｅのオン、オフ各エツジに対応して行われる。割込みが
かかるとまずステップ＃５１で現在の時刻信号となるフ
リーランカウンタＦＲＣの値Ｔａをメモリｔａにストア
する。次いでステップ＃５２でメモリｔａの内容Ｔａか
ら１つ前のエンコーダ割込み時刻Ｔｂを減算した値Ｔｉ
をパルス幅メモリｔｉにストアする。

続くステップ＃５３では次のエンコーダパルス割込み処
理のためにＴａをメモリｔｂにストアする。

さらにステップ＃５４ではモードの判断を行い定速走査
（Ｂ）の制御モード（ＭＯＤＥ＝　０　”）でなければ
ステップ＃５５に進む。ここで減速走査（Ｃ）の制御モ
ード（ＭＯＤＥ＝　２　）であればステップ＃８０に移
り、そうでなければ次のステップ＃５６で加速走査（Ａ
）の制御モード（ＭＯＤＢ−１）かどうかの判断を行う
。

加速走査（Ａ）の制御モードであればステップ＃６０に
移り加速走査（Ａ）の制御モードでのステートＳＴの判
断を行う、ここで５Ｔ＝Ｏであればステップ＃６１へ移
り、測定したパルス、幅Ｔｌがメインルーチンで計算さ
れたＴＳＩｆ以下か否かを判断する。つまり目標速度■
に達したかどうかの判断を行い、達していなければステ
ップ＃６５に移ってＰＷＭ　レジスタＰＷＭＲに４０９
６をセットしてＰＷＭモータ通電通電パルスゲユーティ
を１００％とし、ＰＷＭ出力ポート４７め出力状態をオ
フにする。

続くステップ＃６６ではメインルーチンで計算されたＴ
ＯＦＦをタイマユニット４９のタイマＦレジスタＴＭＦ
Ｒに代入し、次のステップ＃６７でタイマＦの割込みを
許可することによって、この時刻からレジスタＴＭＦＲ
に設定されたカウント値だけｆＣＬＫの４分周を基準ク
ロックしてカウントした時間経過後、タイマＦ割込みＩ
ＮＴ−Ｐを発生する。

ステップ＃６１で目標速度Ｖ以上（Ｔｉ≦ＴＳＩｆ）と
なった場合は、ステップ＃６２に移って加速走査（Ａ）
の制御モードでのステートＳＴをインクリメントし、続
（ステップ＃６３でタイマＦによる割込みを禁止する０
次いでステップ＃６４でＰＷＭ出力ボート４７の出力状
態をオンにする。したがってこの時点からはタイマＦに
よる割込みはなくα。、４、α。２７の測定モードに入
る。

ステップ＃６０で５Ｔ＝Ｏでない場合はステップ＃７０
に移り５Ｔ＝１かどうかの判断を行う。５Ｔ＝１であれ
ばステップ＃７１に進み、ステートＳＴをインクリメン
トし、続くステップ＃７２で現時刻での測定されたパル
ス幅ＴｉをＴＳＩ、ｆのメモリｔｓｉ、ｆ−にストアす
る。次いでステップ＃７３ではＰＷＭレジスタＰＷＭＲ
を“０″つまり通電オフ状態にし、続くステップ＃７４
でタイマＦによる内部割込みを禁止する。

ステップ＃７０で５Ｔ＝１でない場合はステップ＃７５
に移ってステー）ＳＴを“Ｏ′にクリアし、続くステッ
プ＃７６で現時刻での測定されたパルス幅ＴｉをＴＳＩ
！ｆメモリｔｓ１．ｆにストアする。

次いでステップ＃７７では前述の方法でモータ通電時の
パルス幅ＴＳＩＩｆとモータ非通電時のパルス幅ＴＳＩ
！ｆよりα。Ｎ、αＯＦＦを計算し、これからＣＢｒＡ
ＳとＰＲＡＴＥを算出する。

続くステップ＃７８では定速走査（Ｂ）の制御モード（
ＭＯＤＥ＝　Ｏ）にセットする。

ステップ＃５５で減速走査（Ｃ）の制御モード（ＭＯＤ
Ｅ＝２）である場合はステップ＃８０に移り、Ｔｉが減
速走査（Ｃ）の制御終了速度に対応するパルス幅Ｔ３□
。１以上になったかどうか、つまり走査光学系３の速度
が減速走査制御速度以下になったかどうか判定を行い、
以上であればステップ＃６５に移って前述の加速走査（
Ａ）の制御の場合同様のオフ時間制御を行う。以下であ
ればステップ＃８１に移ってリターン終了減速モード（
ＭＯＤＥ＝　３　）があるかどうかの判断を行う。リタ
ーン終了減速モードであればステップ＃８２に移ってリ
ターン終了モード（ＭＯＤＥ＝　４　）にセットした後
、外部割込みＩＮＴ−Ｈのサブルーチンからメインルー
　チンに復帰する。

ステップ＃８１でモードがＭＯＤＥ＝３でなければステ
ップ＃８３に進んでフルパワーリターンモード（ＭＯＯ
ｆ！−５’）にセットし、続くステップ＃８４でＰ目し
ジスタＰＨＭＲを４０９６に、つまりデユーティを１０
０％にセットしかつＰＷＭ出力ポート４７をオン状態に
する０次いでステップ＃８５でタイマＦの割込み禁止状
態にすることにより、フルパワーリターンの開始となる
。

またステップ＃５６で加速走査（Ａ）の制御モード（Ｍ
ＯＤＢ＝　１　）でない場合はステップ＃５７に移り、
リターン終了減速モード（ＭＯＤＥ＝　３　）かどうか
の判断を行う。

ＭＯＤＥ＝　３であるとステップ＃８０に移って前述と
同様の処理を行い、そうでなければステップ＃５８に移
ってフルパワーリターンモード（ＭＯＤＥ＝　５　）か
どうか判別する。ＭＯＤＥ＝５であるとステップ＃９０
に進んでリターン中のカウンタχＦのパルスカウント値
ｘｆを分周回路ＦＤＣとの協働により４つずつデクリメ
ントした後メインルーチンに復帰する。

ステップ＃５８で門σＤＥ＝５でなければ、したがって
リターン終了モード（ＭＯＤＥ＝　４　）のときはその
ままメインルーチンに復帰する。

ステップ＃５４で定速走査（Ｂ）の制御モード（ＭＯＤ
ｉ！＝０）の場合はステップ＃５８に移って前述の方法
で計算されたＣＢＩＡＳ　、　ＰＲＡＴＥおよび目標パ
ルス幅ＴＳＩｆと現在の測定パルス幅Ｔｉとの差から計
算される値をＰＷＭレジスタＰＷＭＲに設定した後ステ
ップ＃９１に移って走査中のカウンタＸＦのパルスカウ
ント値ｘｆをインクリメントした後メインルーチンに復
帰する。

ステップ＃５４でＭＯＤＥ＝Ｏであるとステップ＃５９
に進んで定速走査（Ａ）の制御における最適パラメータ
によるＰＷＭモータ通電パルスのデユーティを算出して
ＰＷＭ　レジスタＰＷＭＲにストアしステップ＃９１へ
移行する。

第１１図に示すタイマＦによる内部割込みＩＮＴ−Ｆの
サブルーチンにつき説明する。割込み許可（ＪＮＴＰ可
）がなされている状態でタイマＦレジスタＴＭＦＲに設
定されたカウント値だけ基準クロックを基にカウントし
たときに内部割込みＩＮＴ−Ｐが発生し、ステップ＃４
０でＰＷＭ出力ボート４７の出力をオフ状態からオン状
態に変えた後メインルーチンに戻る。

なお、電源投入時に予備走査を行う複写機等の場合、こ
の予備走査の際の定速走査時に通電時の加速度α。８と
非通電時のα。、Ｆとを求めれば、初回の複写のときか
らその時点の走査光学系３の実際の負荷トルクに対応し
て走査光学系３の駆動およびホームポジションへの停止
を適正に制御することができる。

また前記実施例は光学系移動によって原稿を走査する方
式の複写機について述べたが、原稿台移動型のものでも
この原稿台をより高速で正確に往復動させるのに前記と
同様な制御で行うことができる。また複写機以外の画像
読取り装置におけるスキャナの動作制御に本発明を適用
することもできる。

（発明の効果） 本発明によれば、モータの回転に同期して発生されるパ
ルスをモータ速度の判別に用いるが、この判別に応じて
モータを所定の速度とするために通電制御するモータ通
電用パルスは別に設定し、それのデユーティをモータの
速度判定結果に応じて制御してモータを定速に制御する
もので、モータ通電用パルスはモータの回転に同期して
発生されるパルスとは別に任意の周波数のものを用いる
ことができ、騒音が少なく、またモータの速度を木目細
かく制御できる適当な周波数のモータ通電用パルスを採
用することにより騒音を低減すると共に複写機の走査系
の駆動に際して高倍率によって異なった音を発するよう
なことを解消し、かつモータの定速制御の安定性を向上
することができる。そしてモータ通電用パルスはＰＷＭ
出力ボートを持った１チツプマイコンを用いて得れば簡
単な装置とソフト処理で本発明は安価に実現される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を光学移動型の複写機に適用した場合の
一実施例を示す作像部の斜視図、第２図は走査光学系の
駆動モータの駆動回路図、第３図は駆動回路を制御する
制御回路図、第４図は走査用の第１移動台の速度線図と
それに対応するホームスイッチのタイムチャートおよび
エンコーダパルスのカウント変化線図、第５図は第１移
動台の往復動時における各種制御時点でのエンコーダパ
ルスとそれに基く通電信号とを示す線図、第６図、第７
図はＰＷＭモータ這電パルスの一周期におけるデユーテ
ィの設定手法を説明する線図、第８図は走査における目
標速度時点での通電時、非通電時各加速度の検出手法を
説明する線図、第９図は走査系制御用のマイコンによる
制御のメインルーチンを示すフローチャート、第１０図
は外部割込みＩＮＴ　−Ｈのサブルーチンを示すフロー
チャート、第１１図は内部割込みＩＮＴ−Ｆのサブルー
チンを示すフローチャートである。 モータ エンコーダ マイコン Ｐ聞出力ボート タイマユニット 駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータの回転に同期したパルスを発生するパルス
   発生手段と、これをモータの目標速度に対応する目標パ
   ルス幅と比較、演算する手段と、この比較、演算の結果
   に対応して別のモータ通電用パルスのデューティを前記
   目標速度を得べく制御する制御手段とを備えたことを特
   徴とするモータの定速制御装置。