JPS5872964A - 往復走査機構制御方式 - 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】 本発明は複写機の光学系走査部などに用いられる往復走
査機構制御方式に関する。

往復走査機ｇ？停止状態から起動して常に決まった時間
及び距離で立上げて等速で走査する場合ｆＩｔ来は第１
図に示すような制御系を用いていた。

この側脚系では往復走査機構？第２図（ａ）の実線のよ
うな目標関数（ランプ関数）で走査するように基準パル
スｒｅｆ　ｋ発生させ、サーボモータ１と連動するエン
コーダ２からのフィードバックパルスと基・表ハルスｒ
ｅｆとケ比較回路３で比較し、その比較出力ｆＫｆ、相
補償器４及びサーボ増幅器５ケ介してサーボモータ１に
印加してサーボモータ１により往復走査磯４１ｆ’に駆
動する。第２図（ａ）中）は往復走査機構の位置及び速
度に討する目標ＩＡ数を実線で示し、その実際の動作を
点線で示している。

し〃・しこの匍ｊ呻方式で′ｌま第２図の）に示すよう
に必らず往復走査機構の実際の速ＩＷはオーパシ為−ト
が発生し、往復走査機構がワイヤを含む場合には立上り
時に振動が発生して制御が不安定になり。

往償走ｆｆ、磯溝が等速になるまでに時間がかかってし
まう。また複数台の往復走査機構ケそれぞれこの制御方
式で制御して相異なる目標速度で同門して走査する場合
各往復走査機構の立上りが不安定であるため、同期がと
りにくい。

そこで各目標速度毎に目標立上クカープケ形成するデー
タを発生させてこｔらのデータにより各往復走査機構を
そｎぞれ制御する方式が考えら扛る。しかしこの方式で
は目標立上りカーブを形成するデータ全発生させるので
、回路構成が複雑になるという欠点を有する。

本発明は上記のような欠点を改善し、立上りが安定で複
数台の往復走査機構を相異なる目標速度で常に同期して
走査することが可能であると共に回路構成を簡単にでき
る往復走査機構制御方式を提供すること？目的とする。

以下図面ｖｆ−診照しながら本発明について実施例ケあ
げて説明する。

まず第３図に示す複写機のランプ及びレンズ移動型照明
結１象系の一例について説明する。この例においてラン
グ１０は原稿載置台１１と平行な方向イヘ一定の速度ｖ
ｓで走査されると同時にレンズ１２が同方向イヘ一定の
速＋ｆＶＬｓ　　で走査され、ランプｌＯが原稿載置台
１１上の原稿ケ照明してその反射元がレンズ１２により
感光体ドラム１３−ヒに結１象されることによって感光
体ドラム１３に原稿画１象が１込まれる。感光体ドラム
１３は一定の速７ｆＶｐで回転し、ランプ１０及びレン
ズ１２はその後初期位置に戻って停止する。この例では
次の諸関係式が成り立つ。ランプ１０の、有効走査距離
金２ｔ＋＋走査方向イと直角な方向に見た原稿とレンズ
１２．レンズ１２と感光体ドラム１３の各間の距離ｋａ
＋ｂ＋感光体ドラム１３上に結像された画像の原偵画１
象に対する倍率をｍ、レンズ１２の焦点距離ｋ　’　ｔ
レンズ１２の有効走査距離ヲ２４と丁ｎば ｂｆ ａ　−１−ｂ　＝　−ｆ　　　　　・・・・・（２直η ｍ＝−・　・　・・・（４） ｍ＋ｔ Ｉｎ　＝　１とすれば ｖ５＝ｖＤ ＶＬｓ＝ＶＤ／２ ランプ１０及びレンズ１２はそれぞれ独立の往復駆動機
構により走査されるが１本発明の実施例ではこのランプ
１０．レンズ１２及び両往復駆動機構よジなる両柱復走
査機構音制御してラングＩＯ及びレンズ１２が複写領域
つまり等速走査領域に同時に入るようにするために立上
り時間（ランプ１０　、レンズ１２の起動信号が到来し
てから複写領域に入るまでの時間）全一致させている。

上記両往復駆動機構は共に第４図に示すような構成とな
っており、ラング１０　、レンズ１２は各々走行体１４
で保持されている。この走行体１４は案内軸１５．１６
に軸受により移動自在に支持され、プーリ１７が走行体
１４の側部に固定されている。ワイヤ１８はプーリ１７
に巻回されてグー’Ｊ１９に掛けらｔプーリ２０に巻回
されてブー９２１に掛けられプーリ１７に巻回さｎて両
端が不動部材に固定されている。プーリ２０はサーボモ
ータ２２と一体の駆動プーリ２３にワイヤ２４で連結さ
ｎ、サーボモータ２２により走行体１４と一体のランプ
ｌＯ又はレンズ１２が走査さする。走行体１４には遮光
板２５が取付けらｎ、この遮光板−２５は走行体１４が
初回位置にあるときにホーム位置上ンサ２６を動作させ
る。

本発明の実施ｒ＋＋は立上り距離？目標速度によらず常
に一定として立上り制御回路ケ簡易化したもので、その
原理？説明する。２つの走査体１０゜１２の目標速度Ｖ
＾、ＶＢの比が例えば第５図に示すように２＝１である
場合において両走査体の立１：９時の速＋４Ｃ＋：ｍ数
Ｖ＾　、噴Ｂは’ＶＡ＝ｌｖＡｆ（ｔＬ　ｆ　（ｔＡ）
＝１　、　ｆ　＝（ｏ　）＝。

となる。また両走査体の立上り時の位置関数Ｘ＾。

ＸＢは び第６図に示すような速度カーブ及び位置カーブで立上
げる。つまジ両走査系の立上シ距離を等しくし立上り時
間を目標速度に比例するようにする。

このようにすれば第６図あるいは（！１９式ケ見てわか
るように走査系の立上り時の位置に関する関数の速度）
となる。つ′１シ目標速度１面倍にしたいときは立上り
時の位置関数全時間軸についてｍ倍に拡大した関数とす
ればよい。

第７図に本発明の一実施例を示す。この図では初期位置
停止制御及び復帰制御、全行う回路は周知の回路が用い
られていて複雑さを避けるために省略してあり、また一
方の走査体に対する制御回路のみが示ざｎでいて他方の
走査体に対する略同様な構成の制御回路は示されていな
い。

サーボ機構制御器３０は走査体の目標速度を指定するデ
ータケレジスタ３１　．３２に転送しておき、レジスタ
３１へのデータは走査体が目標速度で動作している時に
周波数−電圧変換器３３の出力電圧（速度信号電圧）に
等しい基準電圧がデジタル−アナログ変換器３４から発
生するように上記基準電圧に相当するデータとなってい
る。レジス゛り３２へのデータは走査体が目標速度で動
作している時にエンコーダ３５からのフィードバックパ
ルスの周波数に等しい基準パルスがＮカウンタ３６から
発生するように上記基準パルスの周波数に相当するデー
タとなっている。Ｎカラン・り３６はクリえばダウ／カ
フ／りで構成されて発娠器３７がらのクロックパルスで
歩進し、ポロー信号が出る毎にカウンタ３２の内存がプ
リセクトされる。エンコーダ３５はフィードバック系全
構成するもので、サーボモータ２２ＶＣ，ｔ’！結され
ていて走査体の走査距離に対応してフィードバックパル
スを発生する。

立上り制御モードではサーボ機構制御器３０は状態指定
レジスタ３８にスイッチ３９ケオフさせてスイッチ４０
〜４２をオンさせる。ここにサーボ機構制御器３０は初
期状態ではアップダウンカウンタ４３．７リツプフロツ
プ４４　、カウンタ４５會クリア信号によりクリアして
いる。エンコーダ４６はリードオンリーメモリ（ｌ（Ｏ
Ｍ　’）が使わｎでおり、第６図の位置目標関数に相当
する目標運動軌跡に対応したテーブルが書き込まれてい
る。丁なわち第８図に示すようにＮカウンタ３６からの
基準パルスの周波数ｉｆ。とすると　Ｉｌｌ　ｏ＝　、
ｏの時間幅で目標運動軌跡（位置目標関数）を量子化し
てその値に対応したデータｉＲＯＭ４６に書き込。が、
この場合距＠　ｘ　ｆΔＸの間隔で量子化してその値ｋ
　Ｘｏ　＊　Ｘ＋　＊　Ｘｔ・・・とすると、その６値
と目標運動軌跡との交叉する点が最も近い時間軸上の標
本イヒした点ｔ　Ｉ　ｔ　１＋とし１時間軸上の他の標
本化点？Ｉ　ｏ　Ｉ　　として時間軸上の各標本化点に
相当するＲＯＭ４６上のアドレスに時間軸上の各標本化
点についてのデータを舊き込む。具体的にｄえはＸ＝Δ
ｘｘｎ（ｎ：′４整数）の直線と目標運動軌跡との交叉
点が時間軸上の最も近いｔ＝”Ｌ’ｏｘＰ（Ｐ：所足の
贅数）なる点を選び、このＰ全Ｈ，０Ｍ４６上のアドレ
スとしてそこにＴｌ１ｌ　　のデータ？書き込み、）ｔ
ＯＭ４６Ｊ：のその他のアドレスにＩ　Ｑ　１１　　の
データ紫書き込む。ここではｍ　＝　１　　で等速にな
ったとき′１゛０時間に距離ムＸ（エンコーダ３５の出
力パルス１発分）進むとしている。走査体によって目標
速ＩＷが変わった場合つまり目標速度が−になった場Ｏ 会基準パルスの周波数ｆはｆ＝−に設定される。

この時基準パルスの周期Ｉｌｌ　、　Ｉｌｌ　＝　Ｔ＝
　ｒｏ　＝　ｍｌ１ｌ　ｏとしてｍ倍のパルス間隔の基
準パルスでＲＯＭ４６にアク七ス丁れば目標速度が変わ
ってもＲＯＭ４６は同一テーブルのものが使える。この
例はこのことｔふｌえた構成になっている。つ’ｆｖＮ
カウンタ３６からの基準パルスによりカウンタ４５が歩
進され、このカウンタ４５の値によ５ＲＵＭ４６のアト
１／スが指定されてデータが読み出はれる。

さてサーボ機構制御器３０は走査開始信号が到来すると
、前記クリア信号を解除し、状態指定レジスタ３８にス
イッチ３９ケオフさせスイッチ４０〜４２ケオンさせ立
上り制御モードとする。レジスタ３１．３２には倍率ｍ
に応じて前述したデータがセットされている。そうする
と、１／ジスタ３１のデータはデジタル−アナログ変換
器３４でアナロン値に変換されて基準電圧となり、一方
エンコーダ３５からのフィードバックパルスが周波数−
電圧変換器３３でその周波数に応じた電圧に変暎されて
速度信号電圧となる。上記基準電圧は加算回路４７を経
て比較回路４８により上記速度信号電圧と比較され、そ
の差分が位相補償器４９．スイッチ４２．サーボ増幅器
５０　ｋ介してサーボモータ２２に印加され走査体が立
上げられる。この制御だけでは走査体の立上り距離を一
定にすることはできないが、）ＬＵＭ４６の出力とＮカ
ウンタ３６からの基準パルスとのアンドがアンド回路５
１でとられ、その出°力がオア回路５２ケ経て微分回路
５３で微分さｒてアップダウンカウンタ４３をインクリ
メントする。従ってアップダウンカウンタ４３は走査体
の目標連動軌跡に応じて選択的にとり出した基準パルス
でインクリメントされ、′またエンコーダ３５からのフ
ィ、−ドバックハールスカ微分回路５４で微分されてア
ップダウンカウンタ４３？デクリメントする。このよう
にして走査体の実際の位置と目標運動軌跡との差分が求
められ、この差分がエンコーダ５５でエンコードされて
デジタル−アナログ変換器５６でアナログ値に変換され
非反転１反転切換増１嘔器５７に入力さ扛る。フリップ
フロッグ４４はアップダウンカウンタ４３からのポロー
でセットざｎでキャリーでリセットざｎ、増幅器５７）
主演算増幅器５８　、スイッチ５９及び抵抗６０〜６２
よりなりフリップフロッグ４４の出力でスイッチ５９が
切換動作全行うことによってノ［膏体の目標運動軌跡に
対する遅れ進みに応じて入力？非反転増幅又は反転増幅
を行なって正。

負に振る。この増幅器５７の出方信号は誤差信号として
ｆσ相補償回路６３．スイッチ４０．利得可変増幅器６
４ケ経て加算−回路４７に人力され、デジタル−アナロ
グ変換器３４がらの基準′電圧を補正して走査体が目標
運動軌跡通り動くようにする。

この場合基準電圧全補正するだけであるから制御系とし
ては安定なものが得られる。

ここでエンコーダ３５の出力側に正逆転判定回路（エン
コーダ３５の２出力の位相が−ずれていることを利用し
て正逆転を判定する回路）を付した場合はエンコーダ３
５の出力パルスを正転時にはアップダウンカウンタ４３
のデクリメント入力とし逆転時にはアップダウンカウン
タ４３のインクリメント入力とするように構成すればよ
い。

又エンコーダ５５は排他的オア回路６５及び加算回路６
６よりなり、アップダウンカウンタ４３よりボローが出
てフリップフロップ４４がセットされると、フリップフ
ロッグ４４の出方によりアップダウンカウンタ４３の出
力が排他的オア回路６５で補信号にされ加算回路６６で
＋ｌさする。

この時増幅器５７は反転増幅器として動作する。

アップダウンカウンタ４３よりキャリーが出て７す、プ
７０ツブ４４がリセットされると、アップダウンカウン
タ４３の出方がそのまま排他的オア回路６５　、加算回
路６６？通って出力され、増幅器５７が非反転増幅器と
して動作する。このアップダウンカウンタ４３のインク
リメント人カバルス１ｆｆＰＩＮとデクリメント人カパ
ルス数ＰＤ工との差に比例した信号Ｃ（Ｃ＝Ｋ　（ＰＩ
Ｎ−４’Ｉ）Ｉ　）　、　Ｋ　：比例定数〕が増幅器５
７より出力される、なおエンコーダ５５は排他的オア回
路６５及び加算（ロ）路６６によって構成したが、）ｔ
ＯＭ、プログラマブルロジックアレイなどによって構成
してもよい。

サーボ機構制御器３ｏはエンコーダ３５の出カパルス金
カウントして（あるいはアンド回路５１カラの基準パル
ス全カウントして）走査体が一定の立Ｅり距離に一１４
１過したこと全判定しエンコーダ５５の出力全パスパラ
ノア６フケ介してとり込んでこれが一足の差分１直以内
（たとえば＋１．０．−１）になったこと音検知すると
、スイッチ３９奮オンさせてスイッチ４０　＝ｉオフさ
せ、またスイッチ４１ケオフさせて等速制御モードにす
る。利得可変増幅器６４は演算増幅器６８　、スイッチ
４１及び抵抗６９〜７２よりなり、スイッチ４１のオン
で利得が上がることによりループゲインケ上げて等遠制
側ｊ時の定常誤差勿小さくする。位相補償回路７３１マ
演算増幅器７４　、コンデンサ７５及び抵抗７６゜７７
よりなジ、増幅器５７の出力？平滑する役目ケ持ってい
る。このことはデジタルＰ　Ｌ　Ｌ　（ＰｂａｓｅＬｏ
ｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ　）におけるチャージポンプ回路の
出力ｍｌｌにループフィルタを挿入した場合と同じ意味
である。

このようにこの例では立上り制御モードから等速制御モ
ードへ円滑に突入する。つまり立上り開側１モードから
等速制御モードに移るときに従来のように立上り時に位
置の管理を行なわないで立Ｅげて等速近傍になるとＰＬ
Ｌ　モードに切換るというような方式では切換時に基準
パルスとフィードバックパルスの位相が一致しないこと
があり、このとき急に位相を合わせようとするので不安
定の原因となっていた。本方式は最初から基準パルスと
フィードバックパルス数の比較？行なっているので、上
記したような問題がない。

なお纂７図において７８はパスバッファ、７９はアンド
回路であり１位相補償回路６３は演算増幅器８０　、コ
ンデンサ８１及び抵抗８２〜８４よりなっている。また
微分回路５３．５４　はアッグダウンカウンタ４３へ絶
対にインクリメントノくルスとデクリメントパルスが同
時に印加されないようにするために挿入されており、同
時に両ノ；ルスが到達してどちらかのパルスが無視され
ろことがな（・ようにしている。第９図は微分回路５３
及び）（ルス発生部全示し、第１Ｏ図はそのタイミング
チャートである。図示しない発振器からのクロックツ２
ルス（２１□にはＪＫ形フリップフロップよりなる２進
カウンタ８５でカウントされ、その非反転出力及び反転
出力によりアンドゲート８６．８７　が交互・にオンし
てクロックパルスＣＬＫがアンドゲート８６゜８７によ
り交互に取り出さｔ″Ｌる。微分回路６５３はＤ形フリ
クグフロップ８８．８９とアンド回路９０よりなり、オ
ア回路５２から〕くルス１）　Ｉ　Ｆ　Ｉ　ＮがＤ旙フ
リップフロップ８８．８９に人力さｎると、クロックパ
ルスＣＬ　Ｋ　Ａによジ人カパルス１）ＩＦＩＮ（７）
前縁１則゛でアンドＮ路９０がオンしノ（ルスＩ）　Ｉ
　Ｆ　ＯＬＪＴが出力される。微分回路５４も微分回路
５３と同様に構成され、アンドゲート８７からのクロッ
クパルスにより入力パルス全微分する。

ここまでの説明で明らかなように本発明に従えば複数台
の往復走査機構の立上シ時間と立上り距離が各々の目標
速度に応じて決定されることがわかる。たとえば前述し
、たランプ・レンズ移動型照明結１象系においてｍ　＝
　１の場合立上シ時間？等しく（立上り距離は２：１の
関係に）設定できる。

しかしランプとレンズの走査速度比がｍによって一定と
ならないので、立上り距−は同じであるが立上り時間が
異なる。この場合は立上り時間の差分だけ各走査体？ず
らせて起動させれば各走査体が等速走査領域に入る時間
を一致させることができる。本発明の実施例では各往復
走査機構について第７図に示した回路が設けられ、各々
走査開始信号が各々の目標速度に応じて発せられるよう
な構成となっている。

′以上のように本発明によれば往復走査機構ケ停止状態
から起動して等速で走査する制御系とじて目標速度全指
定する基準電圧と往復走査機構の実際の速度を表わす速
度信号電圧と全比較する第１の系と、往復走査機構の目
標運動軌跡からのずれ全求める第２の系とｔ有し、第１
の系及び第２の系の出力を誤差信号として往復走査機構
全駆動するので、立上りが安定で立上り距離を一定に制
御でき、複数台の往復走査機構を相異なる目標速度で常
に同期して走査すること、が可能となる。また第２の系
では目標速度全指定する基準パルスによってカランタケ
歩進してこのカウンタの値に従って目標運動軌跡に対応
するデータケエンコーダで発生させこのエンコーダから
のデータに応じて基準パルス全選択的にとり出してフィ
ードバック系より往復走査機構の走査距離に対応して発
せらｎるフィードバックパルスと比較するので、回路構
成が間単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式を示すブロック図、第２図は従来方式
ケ説明するた塾の図、第３図は照明結像系の一例を示す
華面図、第４図は往復駆動機構の−例ケ示す斜視図、第
５図及び第６図は本発明を説明するための図、第７図は
本発明の一実施例を示すブロック図、第８図は同実施例
を説明するための図、第９図は同実施例の一部分紫示す
ブロック図、第１０図は同部分のタイミングチャートで
ある。 ２２・・拳サーボモータ、　　　　　３１，３２・・・
レジスタ、　　　　３３・・・周波数−電圧変換器。 ３４．５６・・・デジタル−アナログ変換器。 ３５・・・パルスエンコー／、　　　　　４６．５５″
″・０エンコーダ、　　　　３６・・・Ｎカウンタ。 ３７・・・発振器、　　　　４３♂・・アッグダウンカ
ウンタ、　　　　４４・・・ノリッグ７０ツブ。 ４５・・・カウンタ、　　　　４７・・・比較回路。 ４８・・・比較回路、　　　　５１・・・アンド回路、
５７・・・非反転、反転切換可能増幅器。 汽（因　　　　　亮２図 汽ａＯ 尤（Ｏ因 ＤＩＦθνＴ−−一一一」Ｌ−一一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 往復走査機構を停止状態から起動して等速で走査きせる
   制御系として、目標速度を指定する基準層圧と前記往復
   走査機構の実際の速度ヶ表わす速度信号電圧とゲ比較す
   る第１の系と、目標速度？指定−ｒる基準パルスによっ
   てカランＡ（Ｈ歩進してこのカウンタの値に従って目標
   運動軌跡に対応する一ｆ−夕をエンコーダで発生させこ
   のエンコーダからのデータに応じて前記基準パルスｋＡ
   択的にとり出してフィードバック系より前記往復走査機
   構の走査距離に対応して発せられるフィードバックパル
   スと比較する第２の系とを有し、この第２の系及び前記
   第１の系の各比較出力の和を誤差信号として前記往復走
   査機構針駆動して立上り距離を一定に制御することゲ特
   徴とする往復走査機構制御方式。