JPH05956B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、複写装置の原稿読取用光学走査機構
などを駆動するモータの速度を制御するモータ制
御装置に関し、特に、モータの回転速度が迅速か
つ円滑に基準速度に達するようにしたものであ
る。

一般に、この種走査制御装置を備えた機器、例
えば複写装置の原稿読取部１０は第１図に示すよ
うに構成されており、原稿台ガラス板３上に原稿
４を載置し、図の紙面に垂直に延右して紙面に沿
い走行する棒状のランプもしくは螢光灯とガラス
板３に対して45゜の角度をなす反射鏡帯条とから
なる走査ユニツト７により原稿４を照射し、か
つ、その原稿からの反射光を走行方向に反射しな
がらガラス板３の全面を走査する。その走査ユニ
ツト７の走行方向に向う原稿反射光は、折り返し
ミラーユニツト６によりレンズ８を介して光電変
換素子列部５に導かれる。その光電変換素子列部
５は電荷結合素子CCDなどの列からなり、ライ
ンセンサとして原稿４を走行方向に直角に主走査
して原稿４の反射光像を電気信号に変換し、走査
ユニツト７の走行により副走査を行つて原稿４の
面走査を行う。その走査ユニツト７は、長方形ル
ープの各隅角に配置したプーリ９を介して展張し
たテンシヨンワイヤ２を介してモータ１により駆
動されて走行するが、原稿台ガラス板３の原稿載
置面の端縁ｂからわずかに離間したホームポジシ
ヨンａから走行を開始して、原稿載置面端縁ｂま
でに走査用基準走行速度に達するように駆動され
る。すなわち、走査ユニツト７の走行速度が基準
速度に一定していないと、原稿４の副走査にむら
が生じ、複写画像に歪みが生ずるので、原稿載置
面端縁ｂ以降は基準走行速度を厳守する必要があ
る。なお、原稿台ガラス板３の全面走査終了の後
には、走査ユニツト７をホームポジシヨンａに復
帰させ、その逆転走行は、モータ１の軸の回転方
向をクラツチにより反転させ、あるいはモータ１
自体を逆回転させて行う。

かかる構成の原稿読取用光学走査機構において
は、従来、小型化、走査の高速化、高精度化の観
点から直流モータを使用し、その形状対出力トル
クの優秀性、特に起動トルクが大きく、極めて迅
速に高速度に達し得る点、および界磁電流電圧の
制御により広範囲の速度制御と回転方向の正逆制
御が可能の点を活用している。

かかる直流モータを使用した従来のモータ制御
装置の回路構成を第２図に示す。図示の回路構成
において、２１は原稿読取用光学走査機構の駆動
源たる直流モータであつて、その回転軸には磁気
的もしくは光学的のエンコーダ２２を取付けてあ
り、モータ軸の回転数に比例した周波数のパルス
列を発生させる。２３はその回転数の基準とする
周波数rの発振を行う基準発振器であつて、水晶
発振子２４により制御する。２５は位相比較器で
あつて、基準発振器２３からの周波数rの基準発
振出力信号とエンコーダ２２からの周波数fのパ
ルス列との位相比較を行い、その比較出力信号
は、r＞fのときに高論理レベル“Ｈ”となり、
r＜fのときに低論理レベルＬとなり、さらにr
＝fのときに基準レベル“1/2V_CC”となる。２６
は低域通路波器であつて、位相比較出力信号の
みを通過させて直流化する。２７は位相補償器で
あつて、モータ制御系の位相補償を行う。２８は
増幅器であり、２９はモータ２１の回転数を制御
するパワートランジスタである。しかして、かか
る構成の走査制御装置においては、基準周波数r
の発振出力信号を位相比較器２５に供給すると、
他方の比較入力信号の周波数fは、モータ２１の
回転数が基準値に達するまではr＞fとなり、比
較出力信号は高レベル“Ｈ”となり、モータ２１
の回転数が増加してr＜fとなると比較出力信号
は低レベル“Ｌ”となるので、モータ２１の回転
数が減少して再びr＞fとなる。かかる位相比較
出力の反転の繰返しによりモータ２１の回転数は
次第に基準値に接近してr＝fの状態に落ちつ
き、以降、基準周波数rと回転周波数fとの一致
が保持される。

しかしながら、光学走査駆動機構の小型化、高
速化を進めるには、従来のモータ制御装置にはつ
ぎのような欠点があつた。すなわち、上述した基
準周波数rと回転周波数fとの一致を得るまでに
は、モータ２１の回転速度が第３図に示すような
経過をたどつて変化するという問題があつた。光
学走査駆動機構を小型化するために、第１図示の
構成配置におけるホームポジシヨンａと原稿載置
面端縁ｂとの間隔を狭くすると、モータ２１の回
転速度が基準速度に達するまでの助走距離が不足
して、第３図示の曲線ロのように、原稿装置面端
縁ｂを過ぎてから基準速度に達することになつ
て、複写画像の先端部に歪みが生ずる。また、か
かる歪みの発生を避けるために、第２図示のモー
タ制御装置における増幅器２８の増幅利得を増大
させてモータ２１をさらに高速回転させると、第
３図示の曲線イのように、基準速度に落着くまで
に回転速度が振動的に変化して複写画像に別種の
歪みが生ずる。したがつて、低域通過波器２５
の特性や位相補償器２７の特性を調整して適切な
回転速度変化が得られるようにする必要がある
が、かかる特性調整の可能範囲には限度があるた
めに、所要の適切な態様の回転速度変化が実現不
能となる欠点があつた。なお、かかる調整不能の
欠点は原稿走査の高速度化を試みる場合にも同様
に生じ、走査ユニツトの助走距離は同一であつて
も、基準走査速度に達するまでの時間を短縮する
場合には同様の調整不能の欠点が生じていた。

本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、原稿読取用光学走査機構の小型化、高速化な
どに際して走査ユニツトなどが適時に円滑に基準
走査速度に達し、例えば複写画像に歪みが生ずる
ことがなく、しかも、走査ユニツトのランプ、螢
光灯などを長寿命化し得るなど、駆動対象機器を
最適の状態にて駆動し得るようにしたモータ制御
装置を提供することにある。

以下に図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

本発明モータ制御装置の構成例を第４図に示
す。第４図示の構成例において、第２図示の従来
構成におけると同一の構成要素には同一の数値記
号を付して示し、その説明を省略し、新たに設け
た部分について説明すると、２８′は前述した増
幅器２８と同様の増幅器を増幅利得可変に構成し
たものであり、演算増幅器Ａ２に帰還を施し、そ
の帰還回路中の可変抵抗４１により増幅利得を可
変にし、増幅器２８の増幅利得より低い値に設定
しておく。また、切換えスチツチ４０は、それら
の増幅器２８，２８′を切換えてパワートランジ
スタ２９に印加するものであり、半導体によるア
ナログスイツチもしくはリレーなどにより構成す
ることができる。

しかして、位相比較器２５のLD出力は、基準
周波数rとモータ２１の回転周波数fとが一致し
て位相同期している状態においては低論理レベル
“Ｌ”となり、それ以外の状態においては位相比
較の差分出力となる。なお、かかるLD出力を供
する位相比較器は、例えばTC5081P型などとし
て市販されている。

４２は位相反転を行うインバータであり、４３
は積分器であつて、上述したLD出力の位相差に
比例したパルス波形を直流化し、周波数r＝fの
ときにはその積分出力が低論理レベルＬになる。
４４はオープンコネクタにした反転比較器であつ
て、可変分圧抵抗回路４６，４７により基準電圧
を設定し、その電圧値を可変抵抗４６により任意
に設定し得る。しかがつて、“−”入力がその基
準電圧より低くなると、プルアツプ抵抗４８によ
つてその比較出力を高論理レベルＨにする。４５
はスイツチングトランジスタであつて、高レベル
Ｈとなつたときの比較出力をゲートし、上述した
切換えスイツチ４０の切換えを制御する。

上述した構成による本発明モータ制御装置の動
作波形を第５図Ａ〜Ｃに示す。同図Ａは原稿走査
速度の変化の例を示したものであり、ホームポジ
シヨンａから出発して原稿載置面端縁ｂのわずか
手前の点ｄにて基準速度になり、ガラス板３の全
面を走査した後に停止し、ホームポジシヨンａに
復帰する走査ユニツト７の動作の経過を示してい
る。また、同図Ｂは積分器４４の出力電圧の変化
の例を示したものであり、同図Ｃはモータ２１に
供給する駆動電力の変化の例を示したものであ
る。なお、走査ユニツト７のホームポジシヨンａ
への復帰時にはモータ入力の極性を反転させるの
であるが、同図Ｃにおいては便宜上同一極性にて
示してある。

しかして、走査ユニツト７がホームポジシヨン
ａから出発する際には、速度が０から徐々に上昇
し、その間、モータの回転周波数fは基準周波数
rより低いので、位相比較器２５の出力は、位相
差を示し、位相補償器２７の出力信号が高レベル
Ｈとなる。一方、位相比較器２５のLD出力は積
分器４３により直流化されて走査開始時には高レ
ベルＨになつており、基準速度に達すると低レベ
ルＬとなる。比較器４６の動作レベルは、同図Ｂ
のレベルｐにその基準電圧を設定しておくことに
より、同図Ｃの点ｃに達するまでは比較動作を行
わないので、比較出力としては低レベルＬになつ
ている。また、切換えスイツチ４０は、その制御
入力が低レベルＬのときは増幅器２８の増幅素子
Ａ１に切換えられているので、位相補償器２７の
高レベルＨの出力が最大限に増幅されてパワート
ランジスタ２９に供給される。したがつて、同図
Ｃに示すように、ホームポジシヨンａから点ｃに
達するまでは最大のパワーがモータ２１に供給さ
れる。ついで、モータ２１の回転速度が徐々に上
昇して点ｃに達するまで、積分出力も徐々に低下
し、比較器４４の基準レベルｐより低くなること
になる。しかし、点ｃに達すると、比較器４４の
比較出力の極性が反転して高レベルＨとなるの
で、切換えスイツチ４０が増幅器２８′の増幅素
子Ａ２に切換わる。しかして、増幅器２８′の増
幅利得は増幅器２８の増幅率より低いのであるか
ら、パワートランジスタ２９によるモータ入力が
同図Ｃの点ｃ，ｄ間に示すように低下し、モータ
２１の回転速度の上昇率が低下する。さらに、モ
ータ２１の回転速度が上昇して回転周波数fが基
準周波数rに一致すると、位相比較器２５のLD
出力が低レベルＬになるので、積分出力は完全に
低レベルＬになる。したがつて、インバータ４２
の出力が高レベルＨに反転してトランジスタ４５
をオンにするので、比較器４４の出力は、本来高
レベルＨとなるべき状態にあるにも拘らず低レベ
ルＬとなり、切換えスイツチ４０は再び増幅器２
８の方に切換わる。その切換え点が同図Ｃの点ｄ
に示す時点である。モータ２１の回転速度が基準
速度に達した後は、位相比較器２５がモータ回転
周波数fのわずかな誤差を検出してその差分に相
当するパワーを増幅器２８により大きい増幅利得
にて増幅してモータ２１に供給し、できるだけ速
かに基準速度に復帰するように駆動する。

なお、本発明モータ制御装置は、上述した例の
原稿読取用光学走査機構に適用して上述のような
作用、効果が得られるのみならず、一般に、待機
位置から起動して短かい所定距離を移動する間に
急速に所定速度に達する必要のある装置の駆動に
広く適用して、上述と同様の効果を得ることがで
きる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、例えば原稿読取用光学走査機構における走査
ユニツトなどの駆動対象機器の起動後、基準走査
速度に達するまでのわずかの期間に駆動用モータ
に供給するパワーを、比較器４４の動作レベルの
基準の設定の如何によつて任意に調整して、迅速
かつ円滑に基準走査速度に達することができ、し
かも一旦基準走査速度に達した後は、最大の増幅
利得にて速度誤差の補償を行うことができるの
で、従来のように一定パワーでモータを駆動した
場合に生ずるようなハンテイングを起こすことな
く、また遅れを生ずることなく、極めて迅速、円
滑に基準走査速度に達して、例えば原稿載置面の
先端縁などから基準速度をもつて円滑安定に走査
を行うことができ、例えば原稿読取用光学走査機
構では高画質の複写画像を得ることができる。し
たがつて、本発明によれば、複写装置の走査機構
等の駆動対象機器を充分に高速化、小型化するこ
とができ、しかも駆動対象機器の振動を抑え得る
ので、そのランプ、螢光灯等の駆動対象機器を長
寿命化することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画像走査装置の概略構成を示す構成配
置図、第２図は従来のモータ制後装置の構成を示
すブロツク線図、第３図は同じくその動作の態様
を示す特性曲線図、第４図は本発明モータ制御装
置の構成例を示すブロツク線図、第５図Ａ，Ｂ，
Ｃは同じくその各部動作波形をそれぞれ示す波形
図である。 １，２１……モータ、２……テンシヨンワイ
ヤ、３……原稿台ガラス板、４……原稿、５……
光電変換素子列部、６……折返しミラーユニツ
ト、７……走査ユニツト、８……レンズ、９……
プーリ、２２……エンコーダ、２３……基準発振
器、２４……水晶発振子、２５……位相比較器、
２６……低域通過波器、２７……位相補償器、
２８，２８′……増幅器、２９……パワートラン
ジスタ、４０……切換えスイツチ、４１，４６…
…可変抵抗、４２……インバータ、４３……積分
器、４４……比較器、４５……トランジスタ、４
７，４８……抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動対象機器を待機位置から駆動して短い距
   離を移動させる間に駆動基準速度に到達させる駆
   動対象機器のモータ制御位置において、 駆動対象機器を駆動させるモータ２１と、 該モータの回転速度に対応した速度信号と基準
   信号との位相比較を行うとともに、該速度信号が
   基準信号に達した際に論理信号を発生し得る比較
   手段２５と、 前記比較手段からの比較出力信号を相異なる値
   の利得にて増幅した複数の増幅信号を出力する増
   幅手段２８，２８′と、 前記比較手段からの比較出力信号を基準レベル
   と比較し、比較出力信号が基準レベルに達してい
   ない際に前記複数の増幅信号のうち高い値の利得
   の増幅信号を選択し、比較出力信号が基準レベル
   に達した際に低い値の利得の増幅信号を選択する
   とともに、前記論理信号により高い値の利得の増
   幅信号を選択する選択手段４０，４２〜４８と、 前記選択手段により選択された増幅信号により
   前記モータを駆動する駆動手段２９と を備えることにより、前記駆動対象機器を駆動
   後、短い間に駆動基準速度に到達させることを特
   徴とする駆動対象機器のモータ制後装置。