JPS61116343A - 原稿走査系の往復動制御装置 - 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】 く技術分野〉 この発明は原稿走査系の往復動をＤＣモータで行う複写
機において、その往復動制御を最適な状態で行う往復動
制御装置に関する。

〈発明の概要〉 この発明は、複写動作前にＤＣモータの駆動トルクを検
出し、その駆動トルクに対応したモータの最適制御パタ
ーンをテーブルから検索して設定しておき、複写動作時
にその最適制御パターンによってＤＣモータをｍｌ　＜
卸するようにしたものである。

〈発明の背景〉 光学系や原稿台等の原稿走査系の往復動手段を駆動する
方式の一つである減速ギアー付きモータやクラッチ等を
使用するものは、往復動手段の負荷トルクがセット間に
おいてバラツキがあっても、減速ギアーやクラッチ等で
それらのバラツキを吸収できるためモータの制御上それ
程問題を生じることはない。しかし、往復動手段をＤＣ
モータで直接駆動する方式では、減速ギアーやクラッチ
等の介在物がないために往復動手段の負荷トルクのバラ
ツキが直ちにＤＣモータの駆動トルクのバラツキとなり
、すべてのセットにおいて最適制御を行うことが困難に
なる。例えば、往復動手段が光学系である場合には、ミ
ラーベースの反りや軸系と軸受けの径のバラツキによっ
て摺動摩擦力が２００〜１　ｋｇの範囲で最大５倍も変
動する。また往復動手段が原稿台の場合には、原稿台受
は台と原稿台とが面接触になっているため、この部分で
の摺動摩擦力肩のバラツキが非常に大きくなる。

一般にＤＣモータの制御要素は主としてＰ（比例制御要
素）、■　（積分制御要素）、Ｄ（微分制御要素）、Ｐ
ＬＬ　（位相制御要素）の４種類のものがあるが、これ
らの制御要素を一定の値に固定してしまうと上記のセッ
ト間のバラツキを吸収することが殆ど不可能であり、過
制動状態や不足制動状態等の現象を生じることになる。

〈発明の目的〉 この発明の目的は、ＤＣモータで往復動手段を直接制御
する装置において、往復動手段の負荷トルクがセット間
でバラツキがあっても、また一つのセットで負荷トルク
が経時変化しても複写動作時での実際のＤＣモータの最
適制御を簡単に実現することのできる往復動制御装置を
提供することにある。

〈発明の構成および効果〉 この発明はトルク検出手段によって複写動作に入る前に
往復動手段を往復動させたときのＤＣモータの駆動トル
クを検出し、 またＤＣモータの駆動トルクに対応した最適制御パター
ンを予め制御パターンテーブルに記憶しておき、 複写動作に入る前にトルク検出手段で検出した駆動トル
クに対応する最適制御パターンを前記テーブルから検索
し、 以後複写動作を行うときにその検索した制御パターンに
よってＤＣモータを制御するように、したものである。

このように構成することによってこの発明によれば、セ
ット間で往復動手段の負荷トルクにバラツキがあっても
各セットに最適なモータ制御を行うことができ、全ての
セットにおいて速度ムラをなくし、且つ画像ブレを大幅
に改善することができる。またミラーベース用レールや
軸受は等の精度を低くすることができ、その分コストダ
ウンを実現することができる。また組立後にレールや軸
受けの調整する回数が大幅に減り、作業性が大きく向上
する利点がある。

〈実施例〉 第２図はこの発明の実施例である光学系移動複写機の光
学系の要部斜視図である。往復動手段である光学系は、
光源１と２個のミラーを一体化したミラーベースＭＢＩ
と原稿からの反射光をミラーベースＭＢＩに取り付けら
れているミラー（図示せず）に反射するミラー２を支持
するミラーベースＭＢ２とで構成されている。これらの
ミラーベースＭＢＩ、ＭＢ２は２本のレール３．４で水
平方向に摺動自在に支持されている。ミラーベースＭＢ
Ｉの一方の側部１ａはワイヤ５に固定され、ワイヤ５の
ＡまたはＢ方向の移動に応じてミラーベースＭＢＩ、Ｍ
Ｂ２が共にＡ方向（フィード方向）、Ｂ方向（リターン
方向）に移動する。ワイヤ５はブーＩＪ６，７およびブ
ラシレスＤＣモータ８の回転軸に巻回され、モータ８の
正転、逆転にしたがってミラーベースＭＢＩＭＢ２が往
復動するようになっている。

前記ミラーベースＭＢＩのワイヤ固定用の側部１ａは垂
直片１ｃを有し、ミラーベースＭＢＩの停止領域には垂
直片１ｃを検出するホームポジションセンサＨＰＳが配
置されている。ミラーベースＭＢＩの停止領域は前記垂
直片１ｃの後端部ＣがホームポジションセンサＨＰＳの
光路を切ったときから１０数ミリ程度Ｂ方向（リターン
方向）に移動するまでの範囲である。垂直片ｌｃＯ後端
部ＣがホームポジションセンサＨＰＳの設定位置を過ぎ
てｌＯ数ミリ程度移動した位置がミラーベースＭＢＩ、
即ち光学系の停止位置となる。

本実施例での複写機は制御部がマスクＣＰｔＪとスレイ
ブＣＰＵとで構成されている。スレイブＣＰＵはホーム
ポジションセンサＨＰＳ、モータ８に連結されているロ
ータリエンコーダＲＥ　（図示せず）およびその他のセ
ンサからの信号を受けてモータ８の制御およびペーパー
スタートクラッチｐｓｃを制御する。第３図は制御部の
概略ブロック図である。ＣＰＵはマスタＣＰＵ　（ＭＣ
ＰＵ）ｉｏとスレイブＣＰＵ　（ＳＣＰＵ）１１とで構
成され、ＭＣＰＵＩＯは５ＣＰＵＩ　１に対してミラー
スタートコマンドやミラーイニシャルコマンドを送り、
５ＣＰＵＩ　１はＭＣＰＵＩＯに対してスティタス等を
送る。ＭＣＰＵＩＯは入力キー９各種センサからなる信
号を受け、ＲＯＭ１２に予め規定されているプログラム
にしたがって５ＣＰＵ１１に対するコマンド送出、５Ｃ
ＰＵＩＩからのスティタスの受信、その他各種ソレノイ
ドやメインモータ等の制御を行う。５ｃｐｕｉ　ｔはＭ
ＣＰＵＩＯから送出されたコマンドを受けてＲＯＭｌ３
に予め規定されているプログラムにしたがってセンサＨ
ＰＳ、　　ロータリエンコーダＲＥ等からの信号を受け
、さらに後述するトルク検出データを複写動作前に受け
てペーパースタートクラッチＰＳＣのオン、オフタイミ
ングおよびモータ８の最適制御パターンを設定して複写
動作時の回転速度を制御する。さらに複写動作前にトル
ク検出データを受けるとき後述するＡ／Ｄ変換器に対し
てサンプリング信号ＳＳを出力し、また所定の動作を行
った後ＭＣＰＵ１０に対してスティタスを送信する。

第３図（Ｂ）はＤＣモータ８の駆動トルクを検出してト
ルク検出データを５ＣＰＵＩ　１に対して送るトルク検
出回路のブロック図である。

Ｕ、　　Ｖ、　Ｗの３相のブラシレスＤＣモータ８は公
知のモータ駆動回路２０によって駆動される。

駆動電流は抵抗Ｒ１によって電圧変換され、ローパスフ
ィルタＬＰＦでノイズが除去される。フィルタ出力はオ
ペアンプＯＰで所定のレベルに変換され、ＡＤ変換器Ａ
／Ｄに導かれる。ＡＤ変換器Ａ／Ｄはサンプルホールド
回路を内蔵し、５ＣＰＵ１１からのサンプリング信号Ｓ
Ｓによってサンプルホールドされた信号をＡ／Ｄ変換し
てトルク検出データＶＤを作成し、５ＣＰＵＩＩに出力
する。

５ＣＰＵＩ　１は電源がオンされたときにＡＤ変換器Ａ
／Ｄからのトルク検出データＶＤの入力を有効にし、光
学系が１往復したときにＲＯＭ１３に予め記憶されてい
る制御パターンテーブルからＤＣモータ８の最適制御パ
ターンを検索し、複写動作時の制御パターンとして所定
のエリアに設定する。複写動作に入るとＡＤ変換器Ａ／
Ｄからのトルク検出デー゛夕は無視する。尚、本実施例
ではＤＣモータ８の駆動トルクをＤＣモータ８の駆動電
流ｉから検出するようにしている。モータ８の駆動トル
クは駆動電流に対して比例関係となることが明らかであ
るが、このように駆動電流ｉからトルク検出を行うよう
にすると簡単な構成でトルク検出手段を構成できる利点
がある。

次に第１図（Ａ）、　　（Ｂ）を参照して上記５ＣＰＵ
Ｉ　ｉでの制御パターン設定動作について説明する。

最初にステップｎｌ（以下ステップｎｉを単にｎｉとい
う。）にて光学系をホームポジションに設定する。この
設定はホームポジションＨＰＳの出力を検出することに
よって行う。次にｎ２で予めＲＯＭに記憶されている標
準負荷トルクの標準制御パターンＰ　ｒ　ｏを読み出し
て設定する。ｎ３でモータ８をオンし、加速制御しなが
らロークリエンコーダＲＥの出力を検出する。エンコー
ダＲＥの出力パルスを検出するとミラーベースのホーム
ポジションＨＰからの位置をカウントするカウンタに１
を加算する。このカウンタは５ＣＰＵＩｌ内のＲＡＭの
適当な領域に割り当てられている。ｎ４ではＲＥの出力
パルスの周期Ｔが周期Ｔ。

より小さくなったかどうかを判定する。周！ｊＪ］　’
ｒ。

はミラーベースが等倍率複写に必要な速度に入ったとき
の値である。’ｒ＜’ｒｏであればｎ５に進み標準制御
パターンＰＴ、による定速度制御を行う。ロークリエン
コーダＲＥの出力パルスが発生する度に０６へ進み、こ
こでホームポジションＨＰからのミラーベース位置カウ
ンタＣに１を加算する。また平均電流をサンプリングす
るサンプリング信号ＳＳを発生する。さらにこのときの
ＡＤ変換器Ａ／Ｄからのトルク検出データＶＤｊをＲＡ
Ｍの領域Ｍに書き込む。ｎｌでこの値を更新していく。

駆動トルク（負荷トルク）に対応する平均電圧■は次の
式によって算出される。

Ｖ＝　（（ｊ　　１）　ＶｏＪ−＋＋Ｖｏｊ）　／　ｊ
カウンタＣの計数値がミラーベースのフィード予定カウ
ント数Ｃ８になると、即ち複写動作に必要な一定の距離
をフィードするとｎ９〜ｎ１３の平均電圧（検出トルク
に対応する）対する最適制御パターンの選択動作に移る
。

第４図はモータ８の平均駆動トルク（光学系の平均負荷
トルク）に対する最適制御パターンの種類を示す図であ
る。この例では最適制御パターンがＰＴＬ、ＰＴＭ、Ｐ
ＴＵの３種類に設定され、平均駆動トルクが２００〜４
００　ｇｏｎの場合にはＰＴＬが、４００〜８００ｇｃ
ｍの場合はＰＴＭが、８００〜１２００σ口の場合には
ＰＴＵがそれぞれ最適制御パターンであることを示して
いる。

各制御パターンは制御定数群（Ｐ、Ｉ、Ｄ、ＰＬＬ）の
値を定め、予め実験的に求められる。尚、同図の平均電
流および平均電圧は各平均駆動トルクに対する検出量で
あり、本実施例では第３図（Ｂ）に示すように平均電流
でトルク検出が行われる。５ＣＰＵＩ　１では平均電流
に対応する値として平均電圧を得るようにしている。

ＲＯＭ１３には各平均電圧に対する最適制御パターンを
制御パターンテーブルＴＢＬとして記憶している。ｎ９
〜ｎ１３の動作はｎｌで求められる平均電圧とこのテー
ブルＴＢＬとを比較して求めた平均電圧に対する最適制
御パターンを選択する処理を行う。

まずｎ９で平均電圧ＶがＶ、ｉ、（１，５Ｖ）より大き
くてＶＬ　　（２，４５Ｖ）より小さいときはｎｌ・４
へ進み、制御パターンをＰＴＬに設定する。平均電圧■
がｖｔ　　（２，４５Ｖ）より大きくてＶｔｌ　　（４
，３５Ｖ）より小さいときには制御パターンをＰＴＭに
設定する（ｎ　１５）。また平均電圧■がＶｕ（４，３
５Ｖ）よりも大きくてＶｕ、−、（６，２５Ｖ）よりも
小さいときにはｎ１６へ進んで制御パターンをＰＴＵに
設定する。ｎ９で平均電圧Ｖが■、８、よりも小さいか
またはｎ１２でＶ　ＵｍｌｌＸ　　よりも大きいと判定
したときにはｎ１７．ｎ１３で最適制御が不可能である
旨のエラー表示を行ってモータを停止して終了する。

ｎ１４〜ｎ１６で最適制御パターンが設定されたときに
はｎ２０へ進む。ここではフィード終了の速度制御を行
う。ロークリエンコーダＲＥの出力パルス周期Ｔが所定
の周期Ｔ１１より大きくなればモータが殆ど停止状態ま
で回転が下がっており、ｔ１時間後にはモータは逆転を
始める（ｎ２１）。尚、このときは図示していないがＲ
Ｅ出力パルスよりカウンタの加算は継続して行われてい
る。モータが逆転を開始すると今度は光学系をリターン
制御パターンＰＴＲでリターンさせる。リターン制御パ
ターンＰＴＲは一定の値であり、ＲＯＭ１３にテーブル
ＴＢＬとともに記憶されている。尚、リターン時にはカ
ウンタＣはＲＥ出力パルスが発生する度に減算されてい
く。ホームポジションセンサＨＰＳの出力がオンになる
までリターン動作させると、次に逆転制動を開始しくｎ
２５）、ホームポジションＨＰでのミラーベースの位置
校正（カウンタＣの校正）を行う。

今、ｎ　２４−ｎ　２５と進んだ段階で光学系の制御が
完全に正確に行われたとすれば、カウンタＣの計数値は
“０”になっているはずである。もしその計数値の絶対
値が予め定めである検出値Ｅより大きければｎ２７に進
んでカウントエラー表示を行い、周期ＴがＴいより太き
（なった時点でモータを停止して終了する。ｎ２６での
カウンタの校正時に計数値の絶対値が異常検出値よりも
小さいときには、計数値は数カウンタ以内の位置ずれで
あって実際の駆動上問題がない範囲とみなし、カウンタ
Ｃに“０”を設定して校正する。続いてｎ３０で逆転制
動し周期ＴがＴいより太き（なった時点でモータをオフ
し、ＭＣＰ’ＵＩＯに対してＴＥＳＴ完了信号を送信す
る（ｎ３１）、ｎ３２ではＭＣＰＵＩＯからのミラース
タートコマンドの待機状態にあり、このスタートコマン
ドを受ければｎ３３で光学系の走査を行う。このときの
走査は上記ｎ１４〜ｎ１６で設定した最適制御パターン
によるモータ制御によって行われる。

以上の動作によって電源オン時に負荷トルクの大きさに
応じたモータの最適制御パターンを選択することができ
、複写動作時にはその最適制御パターンによってモータ
の駆動制御を行うことができる。

本実施例では等倍率の場合の制御について説明したが、
複数の複写倍率を設定できる複写機では上記ｎ３〜ｎ２
９を、電源オン時に、各倍率に応じてｎ５での定速度制
御パターンを変えて実行すればよい。例えば、３段階の
複写倍率を有する複写機では、各倍率の標準トルク制御
パターンＰＴ。〜ＰＴ、をＲＯＭ１３に予め設定してお
き、またテーブルＴＢＬも各倍率に応じて３種類用意し
ておき、ｎ３〜ｎ２９を三回繰り返す。また本実施例で
は光学系の往復動制御について説明したが、原稿台の往
復動制御についても同様の動作によって実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）はこの発明の実施例である光学系
の往復動制御装置の動作を示すフローチャートである。 第２図は光学系の概略構造図、第３図（Ａ）、　　（Ｂ
）は同光学系を有する複写機の制御部の概略ブロック図
、トルク検出回路のブロック図である。また第４図はモ
ータの平均駆動トルクに対応する最適制御パターンを示
す図である８−ブラシレスＤＣモータ、 ＴＢＬ−制御パターンテーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原稿走査系の往復動手段をＤＣモータで往復動さ
   せるようにした複写機の往復動制御装置において、 複写動作前に往復動手段を往復動させたときのＤＣモー
   タの駆動トルクを検出するトルク検出手段と、ＤＣモー
   タの駆動トルクに対応したモータの最適制御パターンを
   予め記憶している制御パターンテーブルと、複写動作前
   に前記トルク検出手段で検出した駆動トルクに対応する
   最適制御パターンを前記制御パターンテーブルから検索
   して複写動作時の制御パターンとして設定する制御パタ
   ーン設定手段と、を備えてなる原稿走査系の往復動制御
   装置。
2. （２）前記トルク検出手段は、往復動手段の一定の走行
   範囲の平均駆動トルクを算出する平均化手段を有する特
   許請求の範囲第１項記載の原稿走査系の往復動制御装置
   。
3. （３）前記トルク検出手段は、ＤＣモータの駆動電流か
   らトルクを検出する特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の原稿走査系の往復動制御装置。