JPH09138467A

JPH09138467A - スキャナの制御装置

Info

Publication number: JPH09138467A
Application number: JP32238795A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Soeda; 良久添田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】機械ごとの負荷などのばらつきに関わらず、
等速時の適切な速度制御を行うことのできるスキャナの
制御装置を提供する。【解決手段】エンコーダ２２の入力パルス周期から演
算した直流サーボモータ２１の速度変動量（定速時及び
立ち上がり時）をマイクロプロセッサ２３で検出し、操
作部特殊モード内で、操作部３１内の表示部３４に表示
する。また、その表示内容から、ユーザが手動であるい
は自動的にゲイン調整を行うことができるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流サーボモータ
によって駆動されるスキャナの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スリット露光型の複写機においては、コ
ンタクトガラス上に画像面を下にした原稿を載置し、こ
れを下からスキャナでスキャニングして、投影像を感光
体上に結像するようになっている。

【０００３】ところで、ぶれの無い複写画像を得ようと
すると、スキャナが一定速動作に入ってから原稿面のス
キャンを始める必要がある。そのためにはスキャナが一
定速度に立ち上がるまでの助走距離が必要になるが、一
方では複写機の小型化が要求されるため助走距離は長く
取れない（２０ミリメートル程度）という背景がある。

【０００４】即ち、速度線図が変化しても、その距離が
固定されてしまうことになる。従って、加速度を変化さ
せて、固定された立ち上がり距離の間に、一定速まで速
度を立ち上げている。このように、加速度の変化する速
度線図に従って直流サーボモータを駆動させる場合、同
一のサーボループゲインで動作させようとすると、系が
不安定になり、機械系が振動するなどの不具合が生じ
る。

【０００５】このような不具合を解決するために、本出
願人は、特開昭６１−１６６６０２号公報に、スキャナ
の速度線図に応じてサーボループゲインを変化させ、動
作の安定化を図る技術を提案している。即ち、加速時に
はサーボループゲインを大きくして、系の応答性を高
め、急激な速度変化に追従しやすいものとし、定速動作
時にはサーボループゲインを低めに設定して、ノイズの
乱れやサーボゲインが大きいことによって発生するサー
ボモータの振動を抑えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来技術に
おいても、機械ごとの負荷や電圧等のばらつきによっ
て、予め設定されたサーボループゲインでは最適なゲイ
ンの値とは限らないという問題が残されていた。

【０００７】本発明は、このような従来技術の欠点を解
消し、機械ごとの負荷などのばらつきに関わらず、等速
時の適切な速度制御を行うことのできるスキャナの制御
装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、スキャナの速度線図に応じてこのス
キャナを駆動する直流サーボモータのサーボループゲイ
ンを切り換えるようにしたスキャナの制御装置におい
て、原稿スキャン時の直流サーボモータの速度変動量を
検出する検出手段と、その検出した速度変動量を操作部
特殊モード内で表示する表示部とを備えたことを特徴と
するものである。

【０００９】また第２の発明は、スキャナの速度線図に
応じてこのスキャナを駆動する直流サーボモータのサー
ボループゲインを切り換えるようにしたスキャナの制御
装置において、直流サーボモータ速度立ち上がり時の目
標速度に対するオーバシュート量を検出する検出手段
と、その検出したオーバシュート量を操作部特殊モード
内で表示する表示部とを備えたことを特徴とするもので
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、エンコーダの入力パル
ス周期から演算した直流サーボモータ（以下、単にサー
ボモータと呼ぶ）の速度変動量（定速時及び立ち上がり
時）をマイクロプロセッサで検出し、操作部特殊モード
内で、操作部内の表示部に表示する。また、その表示内
容から、ユーザが手動であるいは自動的にゲイン調整を
行うことができるようにする。

【００１１】以下、添付図面を参照して具体的に説明す
る。図１は電子写真複写機の概略構成図である。本体１
の中央部に像担持体である感光体ドラム２が回転可能に
配置され、この感光体ドラム２の周辺近傍には上方から
順次、帯電装置３、露光ランプ、レンズ、ミラー群から
なるスキャナ（光学系）４を介して露光された原稿画像
の露光部５、現像装置６、転写装置７、分離装置８及
び、クリーニング装置９が配置されている。そして、前
記転写装置７、分離装置８の外側に隣接して定着装置１
０が配置され、この定着装置１０の外側には排紙ローラ
１１、さらにその外側には排紙トレイ１２が配設されて
いる。

【００１２】また、排紙トレイ１２と反対側の本体１の
側部には給紙カセット１３が設けてあり、給紙カセット
１３の先端上部には用紙上面と当接して給紙ローラ１４
が設けてある。給紙ローラ１４の下流側にはレジストロ
ーラ１５が設けてある。

【００１３】このような構成において、複写動作が開始
されると、まず、レンズ、ミラー群からなるスキャナ４
が水平方向に移動を開始し、原稿画像の露光を行い、露
光部５で露光がなされると、予め帯電装置３で帯電れた
感光体ドラム２の周面に原稿画像に対応する静電潜像が
形成され、そしてこの静電潜像は、現像装置６によって
トナー像となる。

【００１４】一方、本体１の側面に設けられた給紙カセ
ット１３の内部に位置している用紙は、給紙ローラ１４
を介してレジストローラ１５に到達し、一旦待機する。
そして、用紙は、トナー像先端とタイミングをとって転
写部に向けて送り出され、転写装置７によってトナー像
が転写され、かつ分離装置８によって感光体ドラム２か
ら分離され、その後、搬送路を介して定着装置１０に搬
送され、この定着装置１０で定着されて排出されるよう
になっている。

【００１５】ところで、この複写機において、スキャナ
４は図示してはいないが、走査方向に沿って架設された
ガイドレール上をサーボモータによって摺動しながら往
復動する。即ち、露光中は所定方向に等速で走行し、露
光が終了すると始走位置（ホームポジション）に瞬時に
リターンして、次の露光に備える。

【００１６】図２は目標とするサーボモータの動作速度
線図である。通常、複写機におけるスキャナ４の動作
は、大きくスキャン動作とリターン動作に分けて考える
ことができる。図２のｔ₁，ｔ₄，ｔ₆の期間はサーボ
ループゲインを大きくして、系の応答性を高め、急激な
速度変化に追従しやすいものとしている。また、ｔ₂の
期間のような定速動作時にはサーボループゲインを低め
に設定して、ノイズの乱れやサーボゲインが大きいこと
によって発生するサーボモータの振動を抑えている。

【００１７】しかし、前述したように機械ごとの負荷や
電圧等のばらつきによって、予め設定された制御ゲイン
が最適な値でなく、サーボモータの振動が大きい場合が
あり、その場合には画像形成に障害が出るなど、信頼性
の面で問題が生じるので、予め設定された制御ゲインを
最適な値に変更してやる必要がある。

【００１８】図３は本発明の一実施の形態を示すサーボ
モータの制御回路図である。この制御回路は、サーボモ
ータ（スキャナモータ）２１に取り付けられたエンコー
ダ２２、エンコーダ２２からのフィードバックパルスの
カウント数及びエンコーダ２２からのフィードバックパ
ルスの入力周期を測定する内部タイマを備え、その入力
周期によってＰＩ演算を行い、測定したエンコーダ２２
の入力周期からスキャナ４の速度及び速度変動量を演算
するマイクロプロセッサ２３、演算結果に応じてデュー
ティ比を変化させたＰＷＭを出力するプログラマブルタ
イマ２４、変更した制御ゲインまたはゲインの補正量を
記憶しておくＳＲＡＭ２５、サーボモータ２１の駆動回
路２６、エンコーダ２２の出力をマイクロプロセッサ２
３の入力ポート１，２に入力する分周器２７などから構
成されている。

【００１９】従って、図２の速度線図を実現する場合、
制御プログラム処理中に、速度立ち上げ時（ｔ₁，
ｔ₄）、定速時（ｔ₂，ｔ₅）、減速時（ｔ₃，ｔ₆）
に応じた、予め定められた制御定数（Ｐゲイン、Ｉゲイ
ン）と上記エンコーダパルスの周期によってＰＩ演算を
行い、その演算結果に応じてＰＷＭのデューティ比を変
化させサーボモータ２１を制御している。

【００２０】図４は画像領域でサーボモータの回転数が
安定している状態の特性図、図５は定速時に振動が発生
しているときの特性図、図６は立ち上がり時の同様図で
ある。機械ごとの負荷や電圧等のばらつきによって、予
め定められたモータ立ち上がり時あるいは定速時の制御
定数が最適な値ではなかった場合には、図５、図６に示
すように、サーボモータ２１の振動が発生する。このよ
うな場合には、操作部に設けられた制御定数設定モード
内で制御ゲインを変更して振動を抑えるようにしてい
る。

【００２１】図７は図５に示すサーボモータの速度変動
量を示した状態の操作部のレイアウト図、図８は図６に
示すサーボモータの速度変動量を示した状態の同様図で
ある。操作部３１は、コピーキー３２、テンキー３３、
表示部３４を有しており、表示部３４にはサーボモータ
２１の速度変動量が表示されるようになっている。

【００２２】図９は複写機の各ＣＰＵ間の接続例を示す
ブロック図であり、メイン制御ＣＰＵ４１に対して、操
作部ＣＰＵ４２と光学制御ＣＰＵ４３がそれぞれ接続さ
れている。

【００２３】制御定数設定モード内でコピーキー３２が
押されたならば、予め定められた制御定数とエンコーダ
２２からの入力パルスによってＰＩ演算を行い、ＰＷＭ
のデューティ比を変化させてサーボモータ２１の往復動
作の制御を行う。

【００２４】このとき、原稿読み取り区間において、エ
ンコーダ２２の入力パルスの周期から演算したサーボモ
ータ２１の速度の変動量（最小・最大値）を検出し、そ
の検出した速度変動量を光学制御ＣＰＵ４３から操作部
ＣＰＵ４２へ送信する。そして、操作部特殊モード内で
定速動作時の速度変動量（速度プロフィール）の表示を
行う（図７参照）。

【００２５】また、同一操作部特殊モード内でゲイン変
更キー（イエスキー）３５を押下することで、制御ゲイ
ンを変更できるようにし、制御ゲインが変更された場合
には変更された制御ゲインを光学制御ＣＰＵ４３に送信
する。そして、次の原稿スキャン時にはその変更された
制御ゲインとエンコーダ２２からの入力パルスによって
ＰＩ演算を行い、サーボモータ２１の往復動作の制御を
行う。

【００２６】さらに同一操作部特殊モード内に制御ゲイ
ン自動調整モード選択キーを設け、制御ゲイン自動調整
モードが選択された場合には、予め設定された制御ゲイ
ンに対して予め設定された範囲内（例えば、設定された
制御ゲインに対して±５等）で速度変動量が最小となる
ように制御ゲインを増減し、最適な値に変更〔基準とな
る速度変動量（例えば目標速度に対する速度変動量を１
０％等）を予め設定しておき、基準値を越えた場合には
設定された範囲内で速度変動量が最小になるように制御
ゲインを−１していく〕すれば、操作部３１から制御ゲ
インを調整することなく、速度変動を抑えることができ
る。

【００２７】速度変動量及び変更した制御ゲインは、メ
イン制御ＣＰＵ４１を介して互いにそのデータの送信が
行われる。またこのとき変更した制御ゲインまたは制御
ゲインの変更量をＳＲＡＭ２５等の不揮発性のメモリに
記憶しておき、電源を一度切った場合にも変更された制
御ゲインに基づいてスキャナ４の制御を行うことができ
る。

【００２８】図１０は上記動作内容のフローチャートで
ある。操作部ゲイン調整モードか否か判断し（Ｓ１）、
調整モードの場合であってかつコピースタートキーが押
されていれば（Ｓ２でＹ）、画像領域か否か判断する
（Ｓ３）。画像領域であれば、サーボモータ（スキャナ
モータ）２１の速度変動量を検出する（Ｓ４）。スキャ
ン動作が終了すると（Ｓ５でＹ）、サーボモータ２１の
速度変動量を表示し（Ｓ６）、ゲイン変更実行か否か判
断する（Ｓ７）。ゲイン変更を実行したときは制御ゲイ
ンの変更ゲインをＳＲＡＭ２５等に記憶する（Ｓ８）。

【００２９】また、本発明では、サーボモータ２１の立
ち上がり時の、サーボモータ２１の目標速度に対する速
度の変動量を検出し、操作部特殊モード内でサーボモー
タ２１の立ち上がり時の速度変動量（速度プロフィー
ル）の確認及び制御ゲインを変更できるようにしている
（図８参照）。また予めオーバシュート量の上限値を設
定しておき、設定した範囲内にオーバシュート量が入る
ように制御ゲインをスキャン動作ごとに変更すれば、操
作部３１から制御ゲインを調整する必要がなくなる。

【００３０】図１１は上記動作内容のフローチャートで
ある。ここで、図１０と同一ステップには同一符号を付
して説明は省略する。本実施の形態は、Ｓ３のステップ
が無いだけで、後は図１０と同じである。

【００３１】

【発明の効果】請求項１，２記載の発明によれば、直流
サーボモータ定速駆動時の直流サーボモータ制御ゲイン
の適・不適を検出することができる。

【００３２】請求項３記載の発明によれば、直流サーボ
モータ定速駆動時の直流サーボモータ制御ゲインを最適
な値とすることができる。

【００３３】請求項４記載の発明によれば、一度電源を
切った後でも、直流サーボモータ定速駆動時の直流サー
ボモータ制御ゲインを最適な値とすることができる。

【００３４】請求項５記載の発明によれば、直流サーボ
モータ立ち上がり時の直流サーボモータ制御ゲインの適
・不適を検出することができる。

【００３５】請求項６記載の発明によれば、直流サーボ
モータ立ち上がり時の直流サーボモータ制御ゲインを最
適な値とすることができる。

【００３６】請求項７記載の発明によれば、一度電源を
切った後でも、直流サーボモータ立ち上がり時の直流サ
ーボモータ制御ゲインを最適な値とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真複写機の概略構成図である。

【図２】直流サーボモータの動作速度線図である。

【図３】本発明の一実施の形態を示すサーボモータの制
御回路図である。

【図４】画像領域でサーボモータの回転数が安定してい
る状態の特性図である。

【図５】定速時にサーボモータに振動が発生していると
きの特性図である。

【図６】立ち上がり時にサーボモータに振動が発生して
いるときの特性図である。

【図７】図５に示すサーボモータ速度変動量を示した状
態の操作部のレイアウト図である。

【図８】図６に示すサーボモータ速度変動量を示した状
態の操作部のレイアウト図である。

【図９】複写機の各ＣＰＵ間の接続例を示すブロック図
である。

【図１０】第１の制御内容を示すフローチャートであ
る。

【図１１】第２の制御内容を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２１サーボモータ２２エンコーダ２３マイクロプロセッサ３１操作部３４表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スキャナの速度線図に応じてこのスキャ
ナを駆動する直流サーボモータのサーボループゲインを
切り換えるようにしたスキャナの制御装置において、原
稿スキャン時の直流サーボモータの速度変動量を検出す
る検出手段と、その検出した速度変動量を操作部特殊モ
ード内で表示する表示部とを備えたことを特徴とするス
キャナの制御装置。
【請求項２】請求項１記載のスキャナの制御装置にお
いて、前記検出手段は、エンコーダとマイクロプロセッ
サにより構成されていることを特徴とするスキャナの制
御装置。
【請求項３】請求項１記載のスキャナの制御装置にお
いて、操作部特殊モード内でスキャン動作時の直流サー
ボモータ制御ゲインを変更するキー手段を操作部に有す
ることを特徴とするスキャナの制御装置。
【請求項４】請求項３記載のスキャナの制御装置にお
いて、変更したスキャン動作時の直流サーボモータ制御
ゲインを記憶する記憶手段を有することを特徴とするス
キャナの制御装置。
【請求項５】スキャナの速度線図に応じてこのスキャ
ナを駆動する直流サーボモータのサーボループゲインを
切り換えるようにしたスキャナの制御装置において、直
流サーボモータ速度立ち上がり時の目標速度に対するオ
ーバシュート量を検出する検出手段と、その検出したオ
ーバシュート量を操作部特殊モード内で表示する表示部
とを備えたことを特徴とするスキャナの制御装置。
【請求項６】請求項５記載のスキャナの制御装置にお
いて、操作部特殊モード内で直流サーボモータ立ち上が
り時の直流サーボモータ制御ゲインを変更するキー手段
を操作部に有することを特徴とするスキャナの制御装
置。
【請求項７】請求項６記載のスキャナの制御装置にお
いて、変更した直流サーボモータ立ち上がり時の直流サ
ーボモータ制御ゲインを記憶する記憶手段を有すること
を特徴とするスキャナの制御装置。