JPS59202448A - 光学系移動速度制御装置 - 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】 （利用分野） 本発明は、光学系移動速度制御装置に関するものであり
、特に電子複写機における原稿照明用光源や結像レンズ
系などの光学系を往復駆動する際の光学系移動速度制御
装置に関するものである。

（従来技術） 第１図は、従来の光学系移動速度制御装置の概略構成を
示すブロック図、第３図はその動作を説明するためのタ
イムチャートである。

トランジスタ１１およびトランジスタ１２は直列に接続
され、電流検出用抵抗１５の非接地端と電源Ｖｃｃ　と
の間に接続される。電流検出用抵抗１５の他端は接地さ
れる。また、トランジスタ１３およびトランジスタ１４
は直列に接続され、電流検出用抵抗１５の非接地端と電
源Ｖｃｃ　　との間に接続される。モータ１７はトラン
ジスタ　１１．１２の接続点とトランジスタ１３．１４
の接続点との間に接続される。

良く知られているように、回転方向制御信号ＤＲによっ
て、トランジスタ１１およびトランジスタ１４が導通し
、トランジスタ１２およびトランジスタ１３が非導通で
あるとき、モータ１７は一方向へ回転し、例えば原稿照
明用光源（図示せず）をスキャン方向へ移動させる。

また、反対に、トランジスタ１２およびトランジスタ１
３が導通し、トランジスタ１１およびトランジスタ１４
が非導通であるとき、モータ１７は反対方向へ回転し、
例えば原稿照明用光源（図示せず）をリターン方向へ移
動させる。

エンコーダ１６はモータ１７と同期して回転され、モー
タ１７の回転に応じた周期の回転数パルスＢを発生する
。モータ１７の回転数を設定するための基準パルスＡが
、前記回転数パルスＢと共に位相コンパレータ１８に供
給される。位相コンパレータ１８は、前記２つのパルス
の位相を比較し、その差に応じた振幅の位相差信号Ｃを
発生する。

ローパスフィルタ１９は前記位相差検器Ｃを平滑化し、
得られた平滑化差信号りをパルス幅変調器２０に供給す
る。基準三角波発生回路２１は基準三角波Ｅを発生し、
これを前記パルス幅変調器２０に供給する。

パルス幅変調器２０は、前記平滑化差信号りおよび基準
三角波Ｅを供給され、平滑化差信号りのレベルまたは振
幅に応じたパルス幅を有し、かつ基準三角波Ｅとはゾ同
じ周期のドライブ信号Ｆを発生する。前記ドライブ信号
Ｆは、アンド回路２２を介してトランジスタ１１のベー
スに供給される。

一方、電流検出用抵抗長５の非接地端は差動増幅器２４
の反転端子に接続され、また電流設定用抵抗２６の摺動
端子は差動増幅器２４の非反転端子に接続される。した
がって、電流検出用抵抗１５の非接地端の電位が、電流
設定用抵抗２６の摺動端子の電位よシ低い間は、差動増
幅器２４の出力Ｇは正となシ、アンド回路２２が開かれ
る。

しかし、電流検出用抵抗１５の非接地端の電位が、電流
設定用抵抗２６の摺動端子の電位より高くなると、差動
増幅器２４の出力Ｇは負となり、アンド回路２２が閉じ
られる。

ここで、例えば、基準パルス人の位相に比較して回転数
パルスＢのパルスが遅れているほど、位相差信号Ｃのレ
ベルが高くなるように、位相コンパレータ１８が設定さ
れていると仮定する。

また、第２図の波形図から分るように、パルス幅変調器
２０は、基準三角波Ｅのレベルが平滑化差信号りのそれ
よりも低いときにはローレベルの出力を、反対に、基準
三角波Ｅのレベルが平滑化差信号りのそれよりも高いと
きにはハイレベルの出力を、それぞれ生ずるように設定
されていると仮定する。なお、第２図において、波形Ｃ
１］）は、トランジスタ１１の導通、非導通を示すもの
である。

前述の仮定の下では、モータ１７の回転数が低いほど、
位相差信号Ｃおよび平滑化差信号りのレベルが高くなル
、トランジスタ１１が導通ずる時間比率（またはデユー
ティ）が大きくなるので、モータ１７に供給される電流
が大となシ、その回転数が上昇する。

また、反対にモータエフの回転数が高くなると、位相差
１言号Ｃおよび平滑化差信号りのレベルが低くなり、ト
ランジスタ１１が導通する時間比率が小さくなるので、
モータ１７に供給される電流が小となり、その回転数が
降下する。

このよう−こしてモータ１７の回転数は、基準パルスＡ
によって設定された値に、常に一致するように制御され
る。

差動増幅器２４は、モータ１７に供給される電流の最大
値−したがって、その発生トルクの最大値を、制限値内
に抑制する働らきをする。すなわち、モータ１７の電流
が電流設定用抵抗２６によって設定された値以上になる
と、差動増幅器２４の出力がローレベルとなり、その出
力Ｇによってアンド回路２２が閉じられる。

その結果、トランジスタ１１は、ドライブ信号Ｆおよび
回転方向制御信号ＤＲの極性いかんにか＼わらず非導通
となり、モータ１７の発生するトルクはＯに急減させら
れる。

なお、以上ではトランジスタ１１の制御のみについて述
べたが、トランジスタ１３の制御も全く同様に行なわれ
ることは容易に理解されるであろう。また、トランジス
タ１２およびトランジスタ１４ｊこ関しても、オン・オ
フ制御のみでなく、前述と同様に制御することができる
ことも明らかである。

つぎに、第３図を参照して、第１図の光学系移動速度制
御装置による制御動作について説明する。

同図において、波形（ＭＩ）はモータ１７の電流を、波
形（ＤＲ）はモータ１７の回転方向制御信号を、また波
形（Ｃ８）は被駆動体、例えば原稿照明用光源の移動速
度、したがって、モータ１７の回転数をそれぞれあられ
している。

電子複写機のスキャン時には、まず時刻Ｔｏにおいて、
スタートボタン（図示せず）によって起動されると、こ
のときは回転数パルスＢが０であるので、電流設定用抵
抗２６で設定された許容値一杯の最大電流が正方向に流
れる。モータ１７が所定回転数に達すると、モータ電流
は急減し、予定の、Ｊ４流（すなわち、小トルク）で、
スキャン動作が行なわれる。

時刻Ｔ１において所要のスキャンが終了すると、回転方
向制御信号ＤＲが反転される。すなわちモータ１７に供
給される電流の方向が反転され、これによってモータ１
７は逆転する。このとき、回転数パルスＢと基準パルス
Ａの位相差は最大となり、モータ１流は逆方向に最大と
なる。したがって原稿照明用光源は、リターン方向へ移
動するようＩＣな知この時加速度は最大となる。

リターン方向での原稿照明用光源の移動速度が予定値に
近ずくにつれて、モータ１７の逆方向電流は減少する。

原稿照明用光源が、時刻Ｔ２において、レジスタセンサ
（図示せず）の位置に来ると、減速制動のために、モー
タ電流が再び正方向に反転される。

予定の制動時間τ１が経過した時刻’ｌ’３ｉこおいて
、モータ電流は三度び逆方向に反転され、比較的低い速
度で、リターン方向に駆動される。時刻Ｔ４において、
原稿照明用光源がリターンリミットセンサ（図示せず）
の位置に来ると、停止制動のために、モータ電流が正方
向に反転され、予定時間τ２の後に、時刻Ｔ５で、完全
に停止する。

前述のように、スキャン力向およびリターン力向に原稿
照明用光源が駆動される際、モータ電流の急変時には、 （１）波形（２８）の符号イ２２ロ、ハ示すようなタイ
ミングにオーバーシュートを生じ易く、また （２）原稿照明用光臨の移動力向が反転するホ。

へのタイミングでは、加速度が極めて大となる。

原稿照明用光源の質量は可成り大きいので、前記加速度
やオーバーシュートなどによって、振動を生じ易く、こ
の振動が電子複写機の他の機構部分や電子制御回路に伝
播して悪影響を及ぼし、故障の原因になるなどの欠点が
ある。

このような欠点を改善するために、従来は、電流制限回
路（第１図の電流検出用抵抗１５．差動増幅器２４．上
流設定用抵抗２６）によって、モータ電流の最大値を制
限することにより、モータ１７の逆転時（リターン時）
のオーバーシュートならびに加速度による機械的シワツ
クをある程度減少させていた。

しかし従来は、電流制限値は一定に設定されておシ、ま
た、リターン速度を速めてコピー速度を上げるためには
、スキャン時の電流値以上に、前記電流制限値を設定し
なければならないので、前述の機械的ショックを十分に
抑制することはできなかった。

さらに、設定電流を小さくすると、逆転制動区間での原
稿照明用光源の加速度が小さくなり、機械的ショックは
ある程度低減できるが、その反面、原稿照明用光源の所
要走査距離が長くなり、電子複写機のスキャン力向の所
要長さが増して、装置を大型化しなければならないとい
う欠点を生ずる。

その結果、スキャン時間およびリターン時間が共に長く
な９、コピー速度または単位時間当りのコピー可能枚数
が低下するという欠点を生ずる。

近年、コピー速度が増大するにつれて、なるべく短距離
を、かつなるべく短時間で、原稿照明用光源を往復運動
させ、しかも・原稿照明用光源のリターン時および位置
決め（正規の停止位置に停止させて、次のスキャンに備
える）時において、電子複写機の各機構部分の振動を極
力小さくするような光学系移動速度制御装置が、強く望
まれている。

（目　　的） 本発明は前述の欠点を除去するためになされたものであ
り、その目的は原稿照明用光源のリターン時、および位
置決め時における加速度を減少させて、その振動を極力
小さくすることのできる光学系移動速度制御装置を提供
することにある。

（概　要） 前記の目的を達成するために、本発明はモータ電流の設
定値を、モータの逆転または制動開始時点からの時間経
過に応じて、徐々に変化させるように構成した点に特徴
がある。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第４図は本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図
である。図において、第１図と同一の符号は、同一また
は同等部分をあられしている。

原稿照明用光源のスキャン時（正方向駆動時）に、エン
コーダ１６−位相コンパレータ１８−ローパスフィルタ
１９−パルス幅変調器２０−モータ１７の閉ループで、
モータ１７の回転数を基準パルスＡで設定された値に制
御することは、第１図の場合と全く同じである。またト
ランジスタ１１〜１４の導通・非導通を制御してモータ
１７の回転方向を制御することも第１図の場合と同様で
ある。

中央処理装置３０（ここでは、ＲＡＭ、ＲＯＭなどのメ
モリも含めて考える）は、複写機本体（図示せず）から
、入力ポート３１を介して、スキャン完了信号Ｓ　Ｆ、
レジストレーションセンサ信号ＲＧＳなどの制御信号を
取シ込む。中央処理装置３０は、前記各制御信号の発生
タイミングから、予定時間の間、ステップ状に変化する
、予定のモータ電流設定デジタル信号ＫＤを発生し、こ
れをＤＡ変換器３２に供給する。このために例えば、経
過時間をパラメータとするＲＯＭテーブルなどを中央処
理装置３０内に設けることができる。

ＤＡ変換器３２は、前記デジタル信号ＫＤを設定アナロ
グ信号ＫＡに変換し、これを差動増幅器２４の非反転端
子に目標信号として供給する。

差動増幅器１２４は、電流検出用抵抗１５で検出された
モータ電流と設定アナログ信号ＫＡとを比較し、前者が
後者よりも小さいときは、ハイレベル出力を生じ、反対
に前者が後者よりも大きいときは、ローレベル出力を生
ずる。

差動増幅器２４の前記出力は、アンド回路２２を介して
トランジスタ１１のベースに供給され、その導通、非導
通を制御する。したがって、トランジスタ１１を流れる
電流すなわちモータ電流は、常に設定アナログ信号ＫＡ
に等しくなるように制御される。

なお、中央処理装置３０は、前述のように、設定アナロ
グ信号ＫＡによるモータ電流の制御を行なっている間中
、インヒビット信号Ｉを発生する。

前記信号■は、出力ポート３３を介してアンド回路３４
に供給され、パルス幅変調器２０からのドライブ信号Ｆ
が、アンド回路３４および２２を介してトランジスタ１
１に供給されるのを禁止する。

つぎに第５図を参照して、前記設定アナログ信号ＫＡ、
モータ電流ＭＩ、回転方向制御信号ＤＲ。

原稿照明用光源の移動速度Ｃ８などの時間的変化ならび
に本発明の動作について説明する。

スキャン開始時刻Ｔｏにおいて、設定アナログ信号ＫＡ
は許容限度値まで立上る。（なお、この場合も、設定ア
ナログ信号ＫＡを階段状に急速に立上げることができる
。）このとき、回転方向制御信号ＤＲは正方向である。

モータ電流は急速に立上り、原稿照明用光源は許容最大
電流値に応じた加速度で規定速度まで上昇し、エンコー
ダ１６−位相コンパレータ１８−ローパスフィルタ１９
−パルス幅変調器２０−トランジスタ１１−モータ１７
のループによる定速制御を受けながら規定速度で正方向
に走行する。

所定距離の走行を完了した時点Ｔ１で、回転方向制御信
号ＤＲは反転する。

これと同時に、制御系は、中央処理装置３〇−ＤＡ変換
器３２−電流検出用抵抗１５−差動増幅器２４−トラン
ジスタ１１１ｃよる定電流制御に切換えられる。そして
、設定アナログ信号ＫＡは一旦零まで減少し、その後予
定の割合で階段状に増加する。

したがって、時刻Ｔ１以後、モータ電流ＭＩは反対向き
となシ、設定アナログ信号ＫＡの変化にしたがって変化
する−　すなわち、この例では、階段状に増加する。

なお、この場合の、モータ電流の時間的な増加割合は、
設定アナログ信号ＫＡの増加に伴なってモータ電流が増
加し、これによって原稿照明用光源が加速され、その加
速度が減少して原稿照明用光源の移動速度が安定化しよ
うとする時に、再び設定アナログ信号ＫＡおよびモータ
電流が増加されるように設定するのがよい。

このようにすれば、原稿照明用光源ははシ一定の加速度
で加速されることになシ、原稿照明用光源の振動を最小
にすることができる。

原稿照明用光源が、リターン方向に加速しながら駆動さ
れ、予定の位置に到達した時点Ｔ２（例えば、適当なセ
ンサまたはＴ１からの経過時間によって判定できる）で
、回転方向制御信号ＤＲを反転し、ブレーキをかける。

すなわち、設定アナログ信号ＫＡを一旦θ近くにまで戻
し、それ−から予定の割合で階段状に増加させる。

これによシ、モータ電流が反転し、モータ１７は正方向
のトルクを発生する。それ故（こ、その逆方向回転にブ
レーキがかけられる。この場合も、前述と同様゛に、設
定アナログ信号ＫＡの時間的変化の割合を適切に設定す
ることにより、時刻Ｔ２付近における減速度を許容値以
内に抑え、原稿照明用光源の振動を抑圧または防止する
ことができる。

原稿照明用光源のリターン行程において、時刻Ｔ３にレ
ジストレーションセンサ信号ＲＧＳが検知されたならば
、設定アナログ信号ＫＡを徐々に減少させ、原稿照明用
光源の位置決め停止を行なう。

以上のような制御により、原稿照明用光源の駆動力向の
反転および制動または、停止時における加減速の大きさ
を小さく抑え、しかもリターン時間を短縮することがで
きる。

本発明は、前述のほか、つぎのように変形して実施する
ことができる。

（１）設定アナログ信号ＫＡの変化を、階段状でなく、
ランプ状またはカーブ状とする。

（２）リターン区間において、原稿照明用光源の移動速
度が一定となる時間を設けず、第５図に点線で示したよ
うに、一定の加速度、減速度で駆動されるようにする。

このようにすれば、明らかなように予定距離走行するの
に要する時間は最少になる。

（３）原稿照明用光源だけでなく、レンズ系の位置決め
駆動やその他の物体の駆動、位置決めにも適用できる。

（４）原稿照明用光源の停止制動をリターンリミットセ
ンサ信号に応じて、モータ電流を反転させることによっ
て行なう。

（効　果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、つぎ
あような効果が達成される。

（１）被駆動体の過大な加減速による振動やオーバシュ
ートの発生を防止することができる。

（２）前記（１）の結果、他の機構に加わる振動を減ら
すことができ、故障率等を低減して信頼性を上げること
ができる。

（３）一定距離の駆動に要する時間を短縮することがで
き、作動能率を向上することができる。

（４）　　設定アナログ信号ＫＡは、メモリなどの書換
えによって簡単に変更できるので、異なる機種への適用
が極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学系移動速度制御装置の概略構成を示
すブロック図、第２図はパルス幅変調器の動作を説明す
るためのタイムチャート、第３図は第１図の装置の動作
を説明するためのタイムチャート、第４図は本発明の一
実施例の概略構成を示すブロック図、第５図はその動作
を説明するためのタイムチャートである。 １５　・・電流検出用抵抗、　　１７　・・七−タ、１
８・・・位相コンパレータ、　　１９・　ローパスフィ
ルタ、　　２０・・パルス’！ｆＡ　変調器、　　２１
・・・基準三角波発生回路、　２４　　・・差動増幅器
、２６　・電流設定用抵抗、　　３０・・・中央処理装
置、３１　・・・入力ポート、　　３２　・・ＤＡ変換
器、３３・・・出力ボート 代理人弁理士　平　木　道　人 外１名

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系を駆動するためのモータと、前記モータの
   回転方向を制御する手段と、前記モータの回転数を検知
   する手段と、検知された回転数を設定値き比較し、その
   差ｌζ応じた信号を出力する比較手段と、前記比較手段
   の差信号出力ｆζ応じたドライブ信号によって、前記モ
   ータの回転数を制御し、モータ回転数を設定値に一致さ
   せる手段と、前記モータの電流を検知する手段と、モー
   タ電流設定値を可変値として出力する手段と、検知され
   たモータ電流を、その設定値と比較し、両者が一致する
   ようにモータ電流を制御する手段とを具備し、前記モー
   タ電流設定値は、モ〜りの加減速時において、その加減
   速度が予定値を超えないように、徐々に増減されること
   を特徴とする光学系移動速度制御装置。
2. （２）モータの加減速度かはシ一定になるように・モー
   タ電流設定値が増減されることを特徴とする特許 制御装置。
3. （３）モータ電流設定値が、階段状に変化されることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の光学系移動速度制御装置。
4. （４）　　モータ電流設定値出力手段が、経過時間をパ
   ラメータとして設定値を記憶したメモリであることを特
   徴とする前記特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
   れかに記載された光学系移動速度制御装置。