JPH09298636A - スキャナ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキャナ駆動モータの速度に応じた異常速度
を検出可能にする。 【解決手段】 スキャナを走査駆動するサーボモータ３
０１と，サーボモータ３０１の速度信号を検出するエン
コーダ３０２と，この速度信号からサーボモータ３０１
の回転速度を演算し，サーボモータ３０１を制御する制
御部３０５とを備えたスキャナ制御装置において，上記
速度信号を電圧に変換するＦ／Ｖコンバータ３０６と，
サーボモータ３０１の制御速度に応じて定められた基準
電圧とＦ／Ｖコンバータ３０６で変換された電圧とを比
較し，基準電圧に対しＦ／Ｖコンバータ３０６の電圧が
大きい場合に，モータ停止信号を出力するコンパレータ
３０７と，基準電圧をモータの制御目標速度に応じて変
更し，入力する電子ＶＲ３０８と，上記モータ停止信号
に基づいてサーボモータ３０１を停止させるドライバ制
御部３０４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は複写機やスキャナ装
置などのスキャナ制御装置に関し，より詳細には，スキ
ャン／リターン動作時における各制御目標速度に応じ
て，その異常速度を検出し，スキャナ（キャリッジ）の
暴走による破損事故などを未然に防止するスキャナ制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より，スリット露光型の複写機にお
いて，コンタクトガラス上に画像面を下にした原稿を載
置し，これを下方から露光走査し，その反射光をスリッ
トごとに感光体に結像させる光学スキャナが用いられて
いる。

【０００３】このような光学スキャナにおける走査駆動
には，一般的に，駆動源としてＤＣサーボモータが採用
されている。そして，スキャナ（キャリッジ）を駆動す
る場合，モータの回転に同期したエンコーダ信号をＣＰ
Ｕで速度演算し，目標速度となるようにモータ駆動ＰＷ
Ｍ信号を出力することによりサーボモータの制御を行っ
ている。

【０００４】ところで，サーボモータを制御するＣＰＵ
の暴走やモータドライブ信号線のショートなどにより，
モータがＯＮした状態のままになって，スキャナ（キャ
リッジ）が異常速度で駆動される場合がある。このよう
なスキャナ（キャリッジ）の暴走を回避するために，モ
ータを即座に停止させてやる必要がある。

【０００５】そこで，モータ速度が異常速度になったこ
とを検出する異常速度検出回路を設け，異常信号が検出
された場合に，モータの駆動信号をＯＦＦするようにし
て対処していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来の装置にあっては，モータの駆動信
号をＯＦＦしても，スキャナ（キャリッジ）が慣性力を
もっているため，即座に停止せず，スキャナ（キャリッ
ジ）が装置内部に衝突し，破損してしまうという問題点
があった。

【０００７】また，複写機の光学スキャナにおいては，
モータの速度差が原稿読取（スキャン）動作時には４倍
以上，リターン動作時には８倍程度となるため，異常速
度を検知する基準速度をモータの制御目標速度に応じて
変更しなければならないという問題点があった。

【０００８】本発明は，上記に鑑みてなされたものであ
って，スキャナ駆動モータの駆動速度に応じた異常速度
を検出可能にすることを第１の目的とする。

【０００９】また，スキャナ駆動モータの異常速度を検
出した場合に，スキャナ（キャリッジ）に制動力を与え
ることにより，スキャナ（キャリッジ）を慣性力による
暴走を回避することを第２の目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，請求項１に係るスキャナ制御装置にあっては，ス
キャナを走査駆動する駆動モータと，前記駆動モータの
速度信号を検出する信号検出手段と，前記信号検出手段
で検出された速度信号から前記駆動モータの回転速度を
演算し，前記駆動モータを制御する制御手段と，を備え
たスキャナ制御装置において，前記信号検出手段で検出
された速度信号を電圧に変換する変換手段と，前記駆動
モータの制御速度に応じて定められた基準電圧と前記変
換手段で変換された電圧とを比較し，前記基準電圧に対
し前記変換手段の電圧が大きい場合に，モータ停止信号
を出力する比較手段と，前記基準電圧を前記駆動モータ
の制御目標速度に応じて変更し，入力する基準電圧変更
手段と，前記比較手段から出力されたモータ停止信号に
基づいて前記駆動モータを停止させる駆動制御手段と，
を備えたものである。

【００１１】すなわち，駆動モータの制御目標速度に応
じた基準電圧と，信号検出手段で検出した駆動モータの
速度信号を変換手段により変換した電圧とを比較し，基
準電圧に対し変換手段からの電圧の方が大きい場合に，
駆動モータが異常回転の状態であると判断することによ
り，スキャナ駆動モータの駆動速度に応じた異常速度の
検出が可能となる。

【００１２】また，請求項２に係るスキャナ制御装置に
あっては，請求項１に記載のスキャナ制御装置におい
て，前記駆動制御手段は，前記比較手段からのモータ停
止信号に基づいて前記駆動モータを短時間で停止させる
ショートストップモードを備えているものである。

【００１３】すなわち，比較手段からモータ停止信号が
出力された場合，駆動制御手段が直ちにショートストッ
プモードをＯＮし，駆動モータを短時間で停止させるこ
とにより，スキャナ（キャリッジ）の暴走距離を最小限
に抑える。

【００１４】また，請求項３に係るスキャナ制御装置に
あっては，請求項１に記載のスキャナ制御装置におい
て，さらに，前記比較手段から出力されたモータ停止信
号に基づいて前記駆動モータに制動力を与える制動手段
を備えたものである。

【００１５】すなわち，比較手段からモータ停止信号が
出力された場合，駆動制御手段が直ちにショートストッ
プモードをＯＮし，駆動モータを短時間で停止させ，さ
らに制動手段をＯＮし，駆動モータのイナーシャを取り
除くことにより，スキャナ（キャリッジ）の暴走を回避
させる。

【００１６】また，請求項４に係るスキャナ制御装置に
あっては，請求項３に記載のスキャナ制御装置におい
て，前記制動手段は電気信号によりＯＮ／ＯＦＦされる
電磁ブレーキとするものである。

【００１７】すなわち，請求項３における制動手段とし
て電磁ブレーキを用いることにより，簡単な構成で，か
つ制動のための制御が容易な装置を提供することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下，本発明のスキャナ制御装置
を添付図面を参照し，詳細に説明する。

【００１９】〔実施の形態〕 （複写機の構成）図１は，本発明のスキャナ制御装置が
適用される複写機の構成を示す説明図である。図におい
て，１０１は静電潜像が形成される感光体ドラム，１０
２は感光体ドラム１０１表面を均一に帯電処理する帯電
チャージャ，１０３は原稿に照明光を照射しながら走査
し，その原稿反射光を感光体ドラム１０１に導くレンズ
・ミラー群などからなる光学スキャナ，１０４は感光体
ドラム１０１に形成された静電潜像にトナーを付着さ
せ，可視像にする現像器，１０５は感光体ドラム１０１
に形成されたトナー像を記録紙に転写処理する転写チャ
ージャ，１０６は転写後の記録紙を感光体ドラム１０１
から分離する分離チャージャ，１０７は転写後の感光体
ドラム１０１上の残留トナーを除去・回収するクリーニ
ング装置である。

【００２０】また，１０８は記録紙上に転写されたトナ
ー像を熱定着処理する定着器，１０９は定着後の記録紙
を排紙・搬送する排紙ローラ，１１０は排紙ローラ１０
９により排出された記録紙をスタックするための排紙ト
レイ，１１１は記録紙を載置しておく給紙カセット，１
１２は給紙カセット１１１の記録紙を１枚ずつ給紙・搬
送する給紙ローラ，１１３は給紙ローラ１１２により送
られた記録紙のスキュー補正および感光体ドラム１０１
の画像とのタイミングをとるためのレジストローラであ
る。

【００２１】（複写機の動作）以上のように構成された
複写機において，複写動作が開始されると，まず，光学
スキャナ１０３が水平方向に移動を開始し，原稿画像の
露光走査を行い，その走査による反射光を感光体ドラム
１０１に導き，露光する。この露光がなされると，あら
かじめ帯電チャージャ１０２により帯電された感光体ド
ラム１０１の周面に原稿画像に対応する静電潜像が形成
される。

【００２２】そして，上記静電潜像は，現像器１０４に
よってトナーが付着され，トナーによる可視画像とな
る。一方，給紙カセット１１１に載置されている記録紙
は，給紙ローラ１１２を介して，レジストローラ１１３
に到達し，所定のタイミングで感光体ドラム１０１に密
着され，トナー像が転写される。

【００２３】すなわち，所定のタイミングで搬送されて
くる記録紙に対し，転写チャージャ１０５・分離チャー
ジャ１０６をＯＮ／ＯＦＦし，転写・分離を行う。さら
に，転写・分離された記録紙は，定着器１０８に送られ
て定着処理された後，排紙ローラ１０９により排紙トレ
イ１１０上に排出される。また，上記転写処理後の感光
体ドラム１０１はクリーニング装置１０７により残留ト
ナーなどが除去され，次の複写処理に備える。

【００２４】ところで，この複写機において，光学スキ
ャナ１０３の露光ランプおよびミラーを含むスキャナ
（キャリッジ）は，図示してはいないが，スキャナの走
査方向に沿って架設されたガイドレールに沿って滑動し
ながら往復動する。すなわち，露光中は所定方向に等速
度で走行し，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，次の露光に備える。

【００２５】次に，光学スキャナ１０３のスキャナ（キ
ャリッジ）の動作について，さらに詳述する。図２は，
図１におけるスキャナ（キャリッジ）を駆動するスキャ
ナモータの動作速度線図である。

【００２６】通常，複写機におけるスキャナ（キャリッ
ジ）の動作は，図２に示すように，大きくスキャン動作
とリターン動作との２つの動作に分けて考えることがで
きる。なお，図２において，ｔ₁ は立ち上がり時間，ｔ
₂ はリターン動作時における定速時間，ｔ₃ は反転時
間，ｔ₄ はリターン立ち上がり時間，ｔ₅ はリターン動
作時における定速時間，ｔ₆ は減速時間，ｔ₇ は停止制
御時間である。

【００２７】ところで，モータを制御するＣＰＵの暴走
やモータドライブ信号線のショートなどにより，モータ
がＯＮした状態のままとなり，異常速度になった場合，
モータを停止させる必要がある。そのためには，ハード
的にモータ速度が異常速度になったことを検出する異常
検出回路を設け，モータの駆動信号をＯＦＦするように
している。

【００２８】しかし，モータの駆動信号をＯＦＦしても
スキャナ（キャリッジ）はすぐに停止せず，スキャナ
（キャリッジ）が装置内部に衝突し，破損してしまう場
合が生じる。

【００２９】また，複写機の光学スキャナにおいては，
モータの速度差が原稿読取時には４倍以上，リターン時
には８倍程度となる。このため異常速度を検知する基準
速度をモータの制御目標速度に応じて変更する必要があ
る。さらに，単にモータの駆動信号をＯＦＦするだけで
なく，強制的にモータを停止させるためのモータ駆動回
路も必要となる。そこで，このような技術課題を解消す
るサーボモータ制御装置の構成・動作例を以下に説明す
る。

【００３０】（サーボモータ制御装置の構成）図３は，
実施の形態に係るサーボモータ制御装置の構成を示すブ
ロック図である。図において，３０１はスキャナ（キャ
リッジ）の駆動モータとして用いられるサーボモータ，
３０２はサーボモータ３０１に取り付けられ，その回転
速度を検出するための信号検出手段としてのエンコー
ダ，３０３はサーボモータ３０１を駆動するドライバ，
３０４はドライバ３０３を制御する駆動制御手段として
のドライバ制御部であり，サーボモータ３０１を短時間
で停止させるショートストップモードを備えている。

【００３１】また，３０５はこのサーボモータ制御装置
全体の制御を実行するため，マイクロプロセッサで構成
された制御手段としての制御部，３０６はエンコーダ３
０２で検出された速度信号を電圧に変換する変換手段と
してのＦ／Ｖコンバータ，３０７はＦ／Ｖコンバータ３
０６の出力電圧と基準電圧とを比較する比較手段として
のコンパレータ，３０８は基準電圧を変更する基準電圧
変更手段としての電子ボリューム（ＶＲ）である。

【００３２】（サーボモータ制御装置の動作）次に，以
上のように構成されたサーボモータ制御装置の動作につ
いて図４および図５を用いて説明する。基準電圧は，図
４に示すように定速駆動時にＦ／Ｖコンバータ３０６か
ら出力される電圧よりも一定電圧高い電圧となる。すな
わち，スキャン時のサーボモータ３０１の回転速度をエ
ンコーダ３０２により検出し，該検出値に基づいて制御
部３０５が電子ＶＲ３０８に制御信号を与えることによ
り，基準電圧が変更される。そして，この基準電圧がコ
ンパレータ３０７に与えられる。

【００３３】すなわち，図５に示すように，スキャン動
作であるか否かを判断し（Ｓ５０１），スキャン動作で
あると判断した場合に，スキャン速度に応じた基準電圧
に電子ＶＲ３０６を調整する（Ｓ５０２）。続いて，リ
ターン動作であるか否かを判断し（Ｓ５０３），リター
ン動作であると判断した場合に，リターン速度に応じた
基準電圧に電子ＶＲ３０６を調整する（Ｓ５０４）。

【００３４】たとえば，サーボモータ３０１の速度に対
応してＦ／Ｖコンバータ３０６から出力される電圧が基
準電圧を超えた場合には，コンパレータ３０７からモー
タ停止信号がドライバ制御部３０４に入力される。この
入力信号によりドライバ制御部３０４のショートストッ
プモードがＯＮされ，ドライバ３０３を介してサーボモ
ータ３０１の駆動が即座に停止される。

【００３５】次に，上記実施の形態で説明したサーボモ
ータ３０１の駆動制御に，さらに制動装置を付加した他
の実施の形態について説明する。

【００３６】（光学スキャナの構成）図６は，他の実施
の形態に係る光学スキャナの構成を示す説明図である。
図において，６０１は原稿を照明するための光源となる
露光ランプ，６０２は露光ランプ６０１により照明され
た原稿の反射光を導く第１ミラー，６０３は露光ランプ
６０１，第１ミラー６０２などを一体構成して走査する
第１キャリッジ，６０４は第２ミラーおよび第３ミラー
を一体構成して走査して，第１キャリッジ６０３からの
反射光を結像レンズに導く第２キャリッジ，３０１は第
１キャリジ６０３および第２キャリッジ６０４を走査駆
動するためのサーボモータである。

【００３７】また，６０８は第１キャリッジ６０３を走
査駆動する第１駆動ベルト，６０９は第２キャリッジ６
０４を走査駆動する第２駆動ベルト，６１０は第１駆動
ベルト６０８および第２駆動ベルト６０９に駆動伝達す
る段付プーリ，６１１は第１駆動ベルト６０８を張架
し，自在回転するアイドルプーリ，６１２は第２駆動ベ
ルト６０９を張架し，自在回転するアイドルプーリ，６
１３はサーボモータ３０１の駆動力を駆動軸６１４に伝
達する駆動ベルト，６１４は段付プーリ６１０が両側に
同軸固定され，モータの駆動力を伝達する駆動軸，６１
５は駆動軸６１４上に配設され，駆動ベルト６１３によ
り駆動軸６１４に回転力を伝達する駆動プーリ，６２０
は駆動軸１１４の回転軸にブレーキ力を与える制動手段
としての電磁ブレーキである。

【００３８】なお，上記において，第２キャリッジ６０
４は，結像される光路長が第２ミラーと第３ミラーで折
り返して一定にするため，第１キャリッジ６０３の１／
２の速度で移動するように，段付プーリ６１０の回転比
が１：２に設計されている。

【００３９】（光学スキャナの動作）以上のように構成
された光学スキャナにおいて，サーボモータ３０１の回
転により，駆動ベルト６１３を介して駆動プーリ６１５
に回転力が伝達される。駆動プーリ６１５に回転力が伝
達されると駆動軸６１４により段付プーリ６１０が回転
し，同時に第１駆動ベルト６０８および第２駆動ベルト
６０９が回転して第１キャリッジ６０３および第２キャ
リッジ６０４が移動する。このとき露光ランプ６０３が
点灯し原稿（図示せず）を露光走査し，その反射光は第
１ミラー６０１から，第２キャリッジ６０４の第２ミラ
ー，第３ミラーにより結像レンズに導かれる。

【００４０】（サーボモータ制御装置の構成）次に，上
記図６に対応するサーボモータ制御装置の構成を図７を
用いて説明する。このサーボモータ制御装置は，前述し
た図３に対し，電磁ブレーキ６２０および該電磁ブレー
キ６２０を駆動するドライバ７０１を付加した構成とな
っている。したがって，他の構成要素およびその機能は
図３と同様であるので，図３と同一符号を付し，その説
明は省略する。

【００４１】（サーボモータ制御装置の動作）以上によ
うに構成されたサーボモータ制御装置の基本的な動作
は，前述の図３と同様であり，これに後述する制動動作
が加わっている。すなわち，基準電圧は，図４に示すよ
うに定速駆動時にＦ／Ｖコンバータ３０６から出力され
る電圧よりも一定電圧高い電圧となる。すなわち，スキ
ャン時のサーボモータ３０１の回転速度をエンコーダ３
０２により検出し，該検出値に基づいて制御部３０５が
電子ＶＲ３０８に制御信号を与えることにより，基準電
圧が変更される。そして，この基準電圧がコンパレータ
３０７に与えられる。

【００４２】たとえば，サーボモータ３０１の速度に対
応してＦ／Ｖコンバータ３０６から出力される電圧が基
準電圧を超えた場合には，コンパレータ３０７からモー
タ停止信号がドライバ制御部３０４に入力される。この
入力信号によりドライバ制御部３０４のショートストッ
プモードがＯＮされ，ドライバ３０３を介してサーボモ
ータ３０１の駆動が即座に停止される。また，同時にド
ライバ７０１を介して電磁ブレーキ６０２にもＯＮ信号
が送られ，駆動軸６１４にブレーキ力を加える。これに
より，モータ停止直後に慣性で動作しているスキャナ
（キャリッジ）を確実に停止させることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係るスキ
ャナ制御装置（請求項１）によれば，駆動モータの制御
目標速度に応じた基準電圧と，信号検出手段で検出した
駆動モータの速度信号を変換手段により変換した電圧と
を比較し，基準電圧に対し変換手段からの電圧の方が大
きい場合に，駆動モータが異常回転の状態であると判断
するため，スキャナ駆動モータの駆動速度に応じた異常
速度を検出することができる。

【００４４】また，本発明に係るスキャナ制御装置（請
求項２）によれば，比較手段からモータ停止信号が出力
された場合，駆動制御手段が直ちにショートストップモ
ードをＯＮし，駆動モータを短時間で停止させるため，
スキャナ（キャリッジ）の暴走距離を最小限に抑えるこ
とができる。

【００４５】また，本発明に係るスキャナ制御装置（請
求項３）によれば，比較手段からモータ停止信号が出力
された場合，駆動制御手段が直ちにショートストップモ
ードをＯＮし，駆動モータを短時間で停止させ，さらに
制動手段をＯＮし，駆動モータのイナーシャを取り除く
ため，スキャナ（キャリッジ）の暴走を確実に回避させ
ることができる。

【００４６】また，本発明に係るスキャナ制御装置（請
求項４）によれば，請求項３における制動手段として電
磁ブレーキを用いることにより，簡単な構成で，かつ制
動のための制御が容易な装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスキャナ制御装置が適用される複写機
の構成を示す説明図である。

【図２】実施の形態に係る目標とするスキャナ駆動用モ
ータの動作を示す速度線図である。

【図３】実施の形態に係るサーボモータ制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図４】実施の形態に係る基準電圧設定例を示す説明図
である。

【図５】実施の形態に係る基準電圧設定手順を示すフロ
ーチャートである。

【図６】他の実施の形態に係る光学スキャナの構成を示
す説明図である。

【図７】図６に対応するサーボモータ制御装置の構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

３０１ サーボモータ ３０２ エンコーダ ３０４ ドライバ制御部 ３０５ 制御部 ３０６ Ｆ／Ｖコンバータ ３０７ コンパレータ ３０８ 電子ＶＲ ６２０ 電磁ブレーキ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スキャナを走査駆動する駆動モータと，
   前記駆動モータの速度信号を検出する信号検出手段と，
   前記信号検出手段で検出された速度信号から前記駆動モ
   ータの回転速度を演算し，前記駆動モータを制御する制
   御手段と，を備えたスキャナ制御装置において，前記信
   号検出手段で検出された速度信号を電圧に変換する変換
   手段と，前記駆動モータの制御速度に応じて定められた
   基準電圧と前記変換手段で変換された電圧とを比較し，
   前記基準電圧に対し前記変換手段の電圧が大きい場合
   に，モータ停止信号を出力する比較手段と，前記基準電
   圧を前記駆動モータの制御目標速度に応じて変更し，入
   力する基準電圧変更手段と，前記比較手段から出力され
   たモータ停止信号に基づいて前記駆動モータを停止させ
   る駆動制御手段と，を備えたことを特徴とするスキャナ
   制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のスキャナ制御装置にお
   いて，前記駆動制御手段は，前記比較手段からのモータ
   停止信号に基づいて前記駆動モータを短時間で停止させ
   るショートストップモードを備えていることを特徴とす
   るスキャナ制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のスキャナ制御装置にお
   いて，さらに，前記比較手段から出力されたモータ停止
   信号に基づいて前記駆動モータに制動力を与える制動手
   段を備えたことを特徴とするスキャナ制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のスキャナ制御装置にお
   いて，前記制動手段は電気信号によりＯＮ／ＯＦＦされ
   る電磁ブレーキとすることを特徴とするスキャナ制御装
   置。