JPS6013633B2 - ステツピングモ−タによる紙送り方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はファクシミリ装置等において、榎票または記録
紙等の紙送りをステッピングモー外こより高速に行うた
めの紙送り方式に関する。

従来、帳票または記録紙を１ライン毎に決められた長さ
だけ段階的に送り、画像の議取りまたは記録を行う袋直
において、ステツピングモータを使用した紙送りは、ス
テッピングモータの過渡的な動きに振動が入るため、送
り速度が変化した場合等は送り量の変動、脱調等が起り
有害であった。

そのため、振動がなくなるまで待って次のステップを送
る方式や、ステッピングモータの立上り時の何ステップ
かを捨て、定速に達した時点を有効な領域にする等の方
式がとられている。しかし前者による方式は送り速度が
遅くなる欠点があり、また後者による方式は立上り時の
何ステップかが糠駄になる欠点がある。従って両者共フ
ァクシミリ菱贋のように紙送り速度が大きく変る装置で
の高速化には不適であり、有効な紙送り方式が要望され
ている。本発明はこのような要望を満たす紙送り方式を
得ることを目的としており、紙送り速度を円滑に変化さ
せる手段として、画像信号を一時的に貯蔵するバッファ
メモリを設け、ステツピングモータの回転速度を段階的
に定め、前記バッファメモリに貯蔵された画像信号の量
により１段分の加速、減速、定速の三つの遷移により加
減遠時の振動による影響を除去したことを特徴とする。

ステッピングモータ（以下モータと称す）はモータ自身
の共振周波数を持っており、例えば２相または４相ＰＭ
形ステツピングモータ（以下２相モータと称す）では１
３５ＨＺ、５相ＰＭ形ステツピングモータ（以下５相モ
ータと称す）では１３２ＨＺである。

この共振周波数は負荷によりずれるが、共振周波数及び
その１／２または整数倍ではモータの回転に振動が起り
、回転が非常に不安定になる。この振動は避けるため、
適当な外部ダンピングを付けることにより防いでいるが
、負荷が重くなったりダンピングの量の調整が必要とな
る等の欠点がある。一方高速のファクシミリ装置では、
データ圧縮等により１ラインの送り速度が変化するため
速い速度の紙送りを行うとモータが脱調したり、共振を
起したりして充分な送りができなかった。

そこで本発明は、モータの回転速度を共振周波数になら
ないように段階的に設定し、かつ各段の速度は隣接する
段へ円滑に速度変化が可能となるように定め、また画像
信号を一時的に貯蔵するバッファメモリを設けて該バッ
ファメモリーこ貯蔵された信号の量により速度を１段毎
に変化させ、モータの共振が少なくかつ脱調の起りにく
いモータの駆動を実現させた。１例として感熱記録方式
を採用したファクシミリ装置の受信記録側に使用した場
合について説明する。

第１図は印字部の構成を示す概略図で１はモータであり
、ここでは５相モータを使用している。２は前記モータ
１と直結されたプラテンローラ、３は感熱記録紙、４は
サーマルヘッドである。

第２図は５相モータの静トルク特性を示しており、０．
７ぞ／ステップで駆動した場合士３ステップの範囲でト
ルクが一定である。まず初めに本発明の意図によりモー
タの速度を下記の表１に示すように５段階に定めた。

表 第３図は加速時におけるモータ１の駆動クロックとトル
クと速度の関係を示しており、５はモー夕１の駆動クロ
ック、６は回転の方向を示す回転指示信号で“０”のと
き正転、“１”のとき逆転である。

７はモータ１の発生するトルク、８はモータ１の回転速
度である。

技初３ｗｓ／ステップで動いている状態から２．２肌ｓ
／ステップに繰返し周期を変更すると、まず回転指示信
号６を“０”とし駆動クロック５を所定の位鷹で連続し
て２個発生させる。

その後２．２肌ｓ／ステップに達したと考えられる時間
で回転音旨示信号６を“１”とし、騒動クロック５によ
り１ステップ相を戻し２．２ｍｓ／ステップの定常状態
へ移行させる。第４図は減速の場合を示している。

１例として２．２仇ｓ／ステップから３のｓノステツプ
への減速とすると、まず減速する時点で回転指示信号６
を“１”とし、騒動クロツク５を発生させ逆方向のトル
ク７を増大させる。

３のｓ／ステップに達した時点で回転指示信号６を“０
”とし、駆動クロツク５を２個連続して発生させ３ｍｓ
／ステップの定速状態へ移行させる。

上述したような速度制御を、画像信号を貯えるバッファ
メモ川こ貯蔵された信号基により行えば円滑な速度変化
が可能である。

第５図は実現回路のブロック図を示しており、９は講取
りまたは記録予定の画像信号を一時点に貯蔵するバッフ
ァメモリ、１０はバッファメモリ９に貯蔵された画像信
号のライン数を示すラインカウンタ、１１は議出し番地
を表わすカウンタ、１２は議出しか書込みかによる番地
の生成回路、１３は上述した表１の段を示す速度段階カ
ウンタ、１４は比較器、１５はアドレス変換器、１６，
と１６２はフリツブフロツプ、１７はインバータ、１８
は加減速時の制御カウンタ、１９は加算器、１９は加算
器、２０‘まＲＯＭ、２１は駆動クロック発生回路、２
２はモータ１の励磁相カウンタ、２３はモータ１のドラ
イバである。

前記ＲＯＭ２０の内容を下記の表２に示す。

表２ＲＯＭの内容 各ビットの説明 ０ビット：正転、逆転の指示 １〜２ビット：一括送りのステップ数 ３〜７ビット：間隔時間 ０番地から４番地までは０段目の速度、即ち静止状態→
１ステップ送り→静止状態の制御コードが格納されてい
る。

０段目の紙送り制御は高速化のため、ポジカスト制御法
に準拠した方法が入っている。

実際の制御コードは０〜２番地で、３〜４番地は制御カ
ウンタ１８の都合により未使用の番地となっている。５
〜９番地は１段目の速度制御を表わしている。

５〜６番地は加速時の制御コードで０段目の速度（静止
状態）から１段目の速度（１ステップ／３のｓ）への加
速コードが入っており、７〜８番地には２段目の速度か
ら１段目の速度への減速コードが入っており、９番地に
は定速度のコードが入っている。

以下同様に４段目の速度制御のコードまで０〜２４番地
分のＲＯＭである。

各ビットの意味は、０ビットが正転、逆転の指示、１〜
２ビットがモータ１の励磁の相のステップ数を示してい
る。

３〜７ビットは次の励磁の相の変化までの時間を示して
いる。

時間は０．１肌ｓで量子化されており、最大３２肌ｓで
ある。尚、時間を細分化したい時には１語長を増し、３
ビット以後を増大させればよい。また相を４ステップ以
上変化させたいときは１〜２ビットを増大させればよく
、このとき時間を表わすビットの先顔は後へ移る。次に
動作について説明すると、技初ラインカウンタ１０、速
度段階カウンタ１３、フリツプフロツプ１６は０にセッ
トされている。

アドレス交換器１５は加算器１９により構成される定数
倍する回路と比較回路とにより入力ｂに対し出力ｂ′を
下式の関係で出力する。

ｂ′＝０（ｂ＝０のとき） ｂ′：（ｂ一１）×５（ｂ２１のとき） まずｂ＝０の場合の動作について説明すると、バッファ
メモリ９に１ライン以上のデータが貯蔵された時点でラ
インカウンタ１０の出力ａはａ＞１の値となり比較器１
４のａ＞ｂの出力が１となる。

このとき記録開始信号２４を発生し、同時に速度段階カ
ウンタ１３をカウントしてｂ：１としフリツブフロツプ
１６，は１にセットされる。次に制御カウンタ１８はフ
リツプフロツプ１６，と１６２の値及びｂ＝１という条
件により制御カウンタ１８の出力ｃ＝０とし、ｂ′の値
＝０との値を加算器１９で加算してＲＯＭ２０の番地＝
０を生成する。ＲＯＭ２０の出力は駆動クロック発生回
路２１に渡され、ＲＯＭ２０の０番地のコードにより第
６図に示すように駆動クロック５と回転指示信号６を発
生する。即ち開始信号２４，と同時にＲＯＭ２０の０番
地のビット１〜２により２個の連続した駆動クロック５
，を発生し、０ビットの指示により回転指示信号６，を
“０”とする。更に３〜７ビットの指示によりＴ，＝１
．２ｈｓのカウンタを開始し、同時に制御カウンタ１８
は１を出力する。駆動クロック５，及び回転指示信号６
，により励磁相カウンタ２２はモータのコイルの励磁を
２ステップ分進める。これによりモータ１はドライバ２
３によって第２図に示す２ステップ分、即ち０．７グ
×２＝１．４４０分の変位によるトルクを発生し、回転
を始める。駆動クロック発生回路２１がＴ．＝１．２の
ｓのカウントを終ったとき制御カウンタ１８の出力値１
とげとの和が示す番地、即ち１番地の指示により２ステ
ップ分後退して回転に制御をかける。

Ｌ＝１．２肌ｓをカウントし終ったとき１ステップ分励
磁相を進め静止状態となる。Ｔ，及びＴ２は標準の負荷
のとき回転系に振動が入らないように設定されているが
、しかし種々の条件により負荷変動が生じるので多少の
振動を生じる。Ｔ３＝１．６ｍｓは負荷変動による制御
からずれる塁の緩衝のための時間である。Ｔ３を駆動ク
ロック発生回路２１がカウントし終ったときに比較器１
４の出力“ａ＞ｂ”または“ａ＝ｂ”が“１”のとき次
の開始信号２４を発生する。“ａ＝ｂ”が“１”のとき
前記０段目の制御に入り、“ａ＞ｂ”が“１”のとき１
段目の制御に入る。“ａ＞ｂ”及び“ａ＝ｂ”が共に“
０”のとき開始信号２４を発生せずに静止状態に入る。
次にモータ１が１段目以上の速度にあるときの制御につ
いて述べる。

第７図は加速時のタイムチャートであり、例として０段
目の速度から１段目の速度へ加速されている場合につい
て述べる。比較器１４の出力“ａ＝ｂ”が“１”のとき
に開始信号２４２が発生すると、速度段階カウンタ１３
は１つカウントしてｂ＝２となり、ｂ′＝５となる。ま
た同時に“ａ〉ｂ”＝１、“ａ＝ｂ”＝０の値がフリツ
プフロツプ１６，と１６２にそれぞれセットされる。フ
リツプフロツプ１６，が“１”のとき最初に制御カウン
タ１８は０を出力する。ここでＲＯＭ２０は５番地のコ
ードを出力し、前述した順序と同様の順序で駆動クロッ
ク発生回路２１は駆動クロック５を２個発生し、回転指
示信号６を０としモータ１の励磁を２ステップ分進める
。同時にＴ４＝１．５ｍｓのカウントを開始し、制御カ
ウンタ１８を１だけカウントさせる。Ｌ＝１．５のｓの
カウントが終わるとＲＯＭ２０は６番地を示しているの
で、６番地の内容により１ステップ分モータ１の励磁を
後退させる。同時に公＝２．３ｗｓ分力ゥントした後、
開始信号２４を発生し、次のステップへ移る。以上のよ
うな制御で第３図に示した加速を得ることができる。同
様に減速の場合も説明できる。第８図は減速時のタイム
チャートであり、例として１段目の減速の場合について
述べる。減速の場合は比較器１４の出力が開始信号２４
３ の発生時にａ＞ｂ、ａ＝ｂ共に“０”の場合である
。

最初制御カウンタ１８は２を示し、７番地のコードによ
り制御される。即ちモータ１を１ステップ分励磁を後退
させ、Ｔ６＝０．５ｍｓ後８番地のコードにより制御さ
れる。つまりモータ１を２ステップ分励磁を進め、Ｔ７
＝２．４肌ｓ後開始信号２４を発生して次の速度制御に
入る。以上のような制御によって第４図に示した減速を
得ることができる。定速の場合は、開始信号２４の発生
時にａ＝ｂが“１”の場合であり、このとき制御カウン
タ１８は４を示す。

ここでも１役目の速度の例をとるとＲＯＭ２０の９番地
のコードにより制御され、１ステップ分だけモータ１の
励磁を進め、３ｍｓ後に次の開始信号を発生し、これに
より周期３肌ｓ／ステップの回転のままとなる。以下を
表で表わすと下記の表３の如くとなる。

表 ３ａ ｂ 速度の変更 動作後の
ｂの値０ ０ 静止状態 Ｏ０
１ ０段目の速度から開 ０始信号２４を発生
せずに静止 ａ２１ ０ ａ２１となったとき １開始信号２
４を発生して０段目の速度 ａ＜ｂ ｂ＞］（ｂ−１）段目の速度 ｂ−１から（ｂ
−２）段目の速度に減速 ａ＞ｂ ｂ＞１（ｂ−１）段目の速度 ｂ＋１からｂ段
目の速度に加速 ａ『ｂ ｂ＞ｌ ｂ段目の速度のまま ｂ以上説明し
たように本実施例によると共振を避けた速度へ円滑に移
動するため、共振のない従って送り距離の少ない紙送り
を実現できる。

第９図はモータの加速、定速、減速時のトルクについて
の説明図で、第２図の静トルク特性より少なめなトルク
と歪むことが予想されるが、ここでは説明の都合上理想
化して図示している。

今、状態が‘ィ’の範囲にあれば、実際の位置と目的の
位置が近いことになる。そこで、次のステップへ変位す
る場合、１ステップの角度即ち０．７２０だけ相が変化
し、し一の状態にトルクが変ることになり加速度が増加
する。このとき、適当な制動を行わないで静止すれば、
【〇｝の範囲で摩擦力により減衰する振動が起り、この
範囲が■及び８の領域へ達すると乱調もしくは脱調する
ことになる。一方、連続回転をさせている場合、慣性力
に対してさほど大きなトルクをかけなければ、乱調もし
くは脱調は起らない。従って加速度の大きくない速度制
御を行えばよい訳であり、前述した手法はまさにこのこ
とを実行したものである。また、ポジカスト制御法に準
じた制御方法を組合わせたのは、慣性力を急速に制動し
、段階的に定めた速度状態を少なくする意味がある。尚
、バッファメモリ９の容量は最高速度でデータが入った
とき、最高速度に達するまでの加速時間との関係で決ま
る。

即ち ｛（加速時間）×（最高速度）一（加速に必要なステッ
プ数）｝×１ラインの画素数但し｛ ｝内は切上げによ
る整数値である。

本実施例では１ラインの画素数が１７２８ビットである
ので表１の値から８６４０ビットとなる。また、バネ等
の弾性成分が入る系ではモータ１の部分だけ加減速度の
特性をよくしても振動がとれないことがある。この場合
、共振の周期以上の時間定速にしておく必要があるので
速度段階カウンター３のカウント及びフリップフロツプ
１６，と１６２のセットを一定時間禁止する方法をとり
、加減速を禁止する処置をとればよい。また２相モータ
を使用した場合には最大トルクを得るため、充分な変位
があると考えられる時間毎に４・刻みに励磁を変化させ
るようにＲＯＭ２０の内容、制御カゥンタ１８の値及び
アドレス変換器１５にわずかの変更を加えるだけで同様
の効果が得られる。

上述した実施例は記録の場合であるが、論取りの場合は
上述した実施例の１部を修正するだけで同様に実現でき
る。

即ち謙取の場合はバッファメモリ９に貯蔵されたライン
数が増大するほど減速してやればよく、これは上述した
実施例での表３を下記の表４のように変更すればよい。
表４ ａ ｂ 速度の変更 動作後ｂの値
ｃ ｏ 静止状態 ０ｃ ｌ
ｏ段目の速度から開始 ０信号２４を発生せずに静
止 ｃ−ａ２１０ ａ之１となったとき開始 １信号２４
を発生し０段目の速度 Ｃ−＊ｂｂ＞１溝上る海昌宏溝産後最 ｂ」Ｃ−ａ＞ｂ
ｂ＞１寵愛宮）基変速目度鰯雲力属途）ら ｂ十１ｃ−
ａ：ｂ ｂ＞ｌ ｂ段目の速度のまま ｂ但し、ｃ
はｃ２（減速に必要なステップ数）…ｄを満足するもの
とする。

ｃ−ｄは画信号の処理を行う回路の処理速度で決まる。

つまり、第５図における比較器１４の出力ａ＞ｂをｃ−
ａ〉ｂに、ａ＝ｂをｃ−ａ＞ｂになるように機能を変更
するだけで記録の場合と同様の効果が得られる。以上説
明したように本発明はバッファメモ川こ貯蔵された画像
信号の量による１段分の加速、減速、定速の３つの遷移
によりモータの加減遠時の振動による影響を除去して紙
送り速度を円滑に変化させているのでステツピングモー
外こより高速に紙送りを行うファクシミリ装置等に利用
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の一実施例を説明するためのも
ので、第１図は５相モ−夕を使用した印字部の概略構成
図、第２図は５相モータの静トルク特性を示す図、第３
図は加速時におけるモータの駆動クロックとトルクと速
度の関係を示す図、第４図は減速時におけるモータの駆
動クロックとトルクと速度の関係を示す図、第５図は回
路ブロック図、第６図はモータ駆動時のタイムチャート
を示す図、第７図は加速時のタイムチャートを示す図、
第８図は減速時のタイムチャートを示す図、第９図はモ
ータの加速、定遜、減速時のトルクについての説明図で
ある。 １……モータ、５……駆動クロック、６……回転指示信
号、７・・・・・・トルク、８・・・…転速度、９……
バツフアメモリ、１０……ラインカウンタ、１１・・・
・・・カゥンタ、１２・・・・・・生成回路、１３・・
・・・・速度段階カウン夕、１４・・・…比較器、１５
・・・・・・アドレス変換器、１６，，１６２・・・・
・・フリツブフロツプ、１７……ィンバータ、１８……
制御カウンタ、１９・・・・・・加算器、２０・・・・
・・ＲＯＭ、２１・・・・・・駆動クロック発生回路、
２２…・・・励磁相カウン夕、２３・・・・・・ドライ
バ、２４・・・・・・開始信号。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 帳票または記録紙等を１ライン毎に決められた長さ
   だけステツピングモータによつて段階的に送り、画像の
   読取りまたは記録を行う装置の紙送り方式において、読
   取つた画像信号または記録予定の画像信号を貯蔵したバ
   ツフアメモリを備え、回転速度を段階的とし、隣接する
   段へ円滑に速度変化が可能となるようにステツピングモ
   ータの共振周波数を避けた繰返し周波数を有し予じめ定
   めた段階的なパルスと加速・減速のために予じ定めた連
   続的パルスと逆転のためのパルスを与え、前記バツフア
   メモリに貯蔵した画像信号のライン数を計数する手段と
   、ステツピングモータの速度状態を計数する手段と、前
   記２者の比較結果及び速度状態の計数値を入力とし、速
   度状態の遷移を制御する情報を記憶する手段を具備し、
   前記バツフアメモリに貯蔵した画像信号のライン数ａと
   ステツピングモータの速度状態の計数値とを比較するに
   際して比較値の補正による誤差を許し、速度状態の遷移
   を制御する情報により記録の場合にはａ＞ｂのとき１段
   階加速、ａ＜ｂのときは１段階減速、ａ＝ｂのときは速
   度変化なしとの速度制御を行い、読取りの場合にはａ＜
   ｂのとき１段階加速、ａ＞ｂのときは１段階減速、ａ＝
   ｂのときは速度変化なしとの速度制御を行うことを特徴
   とするステツピングモータによる紙送り方式。