JP2642638B2 - 複写機のスキヤナ制御方法 - Google Patents

複写機のスキヤナ制御方法

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JP2642638B2 JP62207318A JP20731887A JP2642638B2 JP 2642638 B2 JP2642638 B2 JP 2642638B2 JP 62207318 A JP62207318 A JP 62207318A JP 20731887 A JP20731887 A JP 20731887A JP 2642638 B2 JP2642638 B2 JP 2642638B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、原稿台固定方式の複写機のスキヤナ制御方
法に関する。
従来技術 従来のこの種の複写機の光学系構成の概略を第8図に
示す。まず、原稿(図示せず)をセツトするコンタクト
ガラス1の下方にはスキヤナ光学系2が設けられてい
る。これにより、原稿からの反射光による像がこのスキ
ヤナ光学系2を介してドラム状の感光体3上に結像され
る。このスキヤナ光学系2は照明光源4、反射板5、第
1ミラー6等よりなる第1スキヤナ7と、第2,3ミラー
8,9等よりなる第2スキヤナ10と、結像レンズ11と、第
4ミラー12等からなる。13は防塵ガラスである。
ここで、これらの第1スキヤナ7と第2スキヤナ10と
は、走査中に原稿からの反射光路長が変化しないよう
に、第9図に示すような駆動系構成の下、2:1の速度比
で直流モータ14及びスキヤナワイヤ15により往復駆動さ
れるものである(第6図における駆動系自体の構成は周
知であるので、詳細な説明は省略する)。そして、装置
本体の所定位置にはスキヤナ光学系2の基準位置に位置
させて検出手段となる反射型フオトインターラプタ構成
のスキヤナホームポジシヨンセンサ(以下、HPセンサと
いう)16が設けられている。前記第1スキヤナ7の一部
にはホームポジシヨンに達した時にこのHPセンサ16のセ
ンサ部を遮蔽し得るHP遮蔽板17が設けられている。
このような構成の下、概略的には、第8図に実線で示
すようなHP状態からスキヤナ光学系2が右方向に走査駆
動されて原稿面を露光走査する。第8図中に仮想線で示
す第1,2スキヤナ7,10の位置は往動動作の最大移動位置
を示す。露光走査を終了したスキヤナ光学系2は再びホ
ームポジシヨンHPに向けて往動動作する。ここに、スキ
ヤナ光学系2の復動時には一般に往動時よりも高速にて
駆動され、ホームポジシヨンHPに近づいたら減速制御を
行なうようにしている。そして、HP遮蔽板17がHPセンサ
16を横切つた時点でモータ14の回転方向を逆転(スキヤ
ナ復動方向)から正転(スキヤナ往動方向)に切換える
ことにより、オーバーラン位置からホームポジシヨンHP
に戻すものである。
このようなスキヤナ光学系2の往動動作によるホーム
ポジシヨンHP位置への停止制御について、詳細に説明す
る。まず、スキヤナ光学系2の1サイクル分の動作を考
えると、第10図に示すようになる。この第10図は横軸に
時間軸をとり、縦軸に直流モータ14の回転数(又は第1
スキヤナ7の速度)をとつて動作を示すものであり、破
線で示す目標値に対し直流モータ14の実際の回転数(又
はスキヤナ速度)は実線の状態となる。
ここに、ホームポジシヨンHPに対する制御動作を第11
図により説明する。図中、実線で示す動作特性A′は目
標値通りの場合、一点鎖線で示す動作特性B′は目標値
より低い場合、二点鎖線で示す動作特性C′は目標値よ
り高い場合である。従来方式では、HPセンサ16が第1ス
キヤナ7を検知した時から直流モータ14の回転方向が反
時計方向CCWから時計方向CWへ変化したことを検知する
までの間は、直流モータ14に対し往動側へ常に一定量の
動作量(一定のPWM(パルス幅変調)のON時間)を与え
ているものである。この結果、第1スキヤナ7のHPセン
サ16(=ホームポジシヨンHP位置)からのオーバーラン
量及び停止位置は、動作特性B′の場合にはオーバーラ
ン量は斜線を施して示す領域S1の積分値により示され、
停止位置は領域S1,S2の積分値の差S1−S2により示され
る。他の動作特性A′,C′の場合もこれに準じたオーバ
ーラン量、停止位置となる。よつて、従来方式による
と、第11図の動作特性A′,B′,C′から明かなように、
第1スキヤナ7の復動時においてHPセンサ16を通過する
時の直流モータ14の回転数(スキヤナ速度)によつて、
オーバーラン量及び停止位置がばらついてしまう。
このばらつきにより、次のような不都合を生ずる。ま
ず、オーバーラン量が大きい時には、スキヤナ光学系2
(特に、第1スキヤナ7)が他の部材に衝突してしまう
不都合を生ずる。又、S1−S2<0なる状態で第1スキヤ
ナ7がHPセンサ16よりも往動側で停止してしまつた場合
には、スキヤナ光学系2が原稿の画像先端に到達するま
でに速度が一定化されずにコピー上に画像ぼけとなつて
現われる。又、一般にコピー動作はスキヤナ光学系2が
画像先端に到達した時点を基準としてシーケンス制御さ
れるものであり、スキヤナ光学系2が画像先端に到達し
たか否かの判断はHPセンサ16を外れてからエンコーダパ
ルスによるパルス数を計数することにより行なつてい
る。この結果、前述の如くスキヤナ光学系2のスタート
時に既にHPセンサ16よりも往動側に外れていると、計数
値に誤差を生じ、コピーシーケンスが狂つてしまう。こ
れにより、画像先端と転写紙先端とが一致しない等の不
都合を生ずる。
目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、スキ
ヤナ光学系の基準位置への復動動作時において基準位置
通過速度がばらついてもスキヤナ光学系のオーバーラン
量及び停止位置のばらつきを軽減させ、安定したコピー
動作を行なわせることができる複写機のスキヤナ制御方
法を提供することを目的とする。
構成 本発明は、上記目的を達成するため、原稿を露光走査
するスキヤナ光学系と、前記スキヤナ光学系を往復動方
向に駆動するモータと、このモータの回転数に同期した
パルスを発生するパルス発生手段と、このパルス発生手
段から発生されたパルスの間隔を計測する計測手段と、
この計測手段による計測結果に基づき前記モータの動作
を制御する制御手段と、前記スキヤナ光学系の基準位置
通過を検出する検出手段とを備え、前記スキヤナ光学系
の復動動作による基準位置への停止制御時にこの基準位
置通過検出時のパルス間隔に応じて求められた一定量の
往動方向動作量を前記モータに加えてこの往動方向動作
量に基づくパルス幅制御により停止制御することを特徴
とするものである。
以下、本発明の一実施例を第1図ないし第7図に基づ
いて説明する。第8図ないし第10図で示した部分と同一
部分は同一符号を用いて示す。
まず、第4図にスキヤナ光学系2の制御回路の構成を
示す。制御手段となるマイクロコンピユータ20が設けら
れいる。このマイクロコンピユータ20は例えばμPD7811
Gによるものであり、このマイクロコンピユータ20には
計測手段となる例えばμPD8253Cによるプログラマブル
インターバルタイマ21が接続されている。又、スキヤナ
光学系2用の直流モータ14は前記マイクロコンピユータ
20に対し駆動用トランジスタTr1〜Tr4を介して接続され
て駆動制御される。即ち、トランジスタTr1,Tr3がオン
してトランジスタTr2,Tr4がオフの状態で直流モータ14
には時計方向(CW)に回転する電流が供給され、トラン
ジスタTr2,Tr4がオンしてトランジスタTr1,Tr3がオフの
状態で直流モータ14には反時計方向(CCW)に回転する
電流が供給される。ここに、直流モータ14が時計方向CW
に回転するとスキヤナ光学系2は往動し、直流モータ14
が反時計方向CCWに回転するとスキヤナ光学系2は復動
するように設定されている。
又、この直流モータ14にはパルス発生手段としてのロ
ータリエンコーダ22が直結されている。ここに、このエ
ンコーダ22は直流モータ14の回転量及び回転方向に応じ
て位相の異なる2つのパルス信号を発生する。1つはA
相エンコーダパルスENCAであり、他の1つはB相エンコ
ーダパルスENCBである。A相エンコーダパルスENCAはバ
ツフア23を介してマイクロコンピユータ20のカウンタイ
ンプツト端子CIに入力されている。これにより、マイク
ロコンピユータ2はA相エンコーダパルスENCAのパルス
間隔をマイクロコンピユータ内部のカウンタ012(マイ
クロコンピユータ20の発振器24の発振周波数×/12)に
より計測する。又、このカウンタインプツト端子CIへの
入力信号は割込み入力となつており、後述する割込みプ
ログラムの処理中にエンコーダ間隔の測定データ(TIME
R/EVENT COUNTER CAPURE REGISTER(ECPT)の値)を
読み、このデータを基に直流モータ14の回転数の算出、
目標回転数との誤差の算出、比例・積分制御演算による
モータ制御量(パルス幅変調PWM制御のON時間)の算出
及び出力(プログラマブルインターバルタイマ21へのデ
ータロード)を行なう。
又、エンコーダパルスENCA,ENCBはバツフア23,25及び
フリツプフロツプ26を介してマイクロコンピユータ20の
入力端子PC7に入力され、位相差検知に供され、直流モ
ータ14の回転方向が判定される。又、前記タイマ21には
発振器27が接続され、クロツク信号が得られる。
しかして、直流モータ14の制御はPWM制御にて行なわ
れる。即ち、タイマ21のカウンタ0にPWM周期のデータ
がロードされ、カウンタ0の出力OUT0からPWM周期の方
形波が出力される。この信号はカウンタ1のゲート入力
となつている。このカウンタ1にはPWM信号のON時間デ
ータがロードされ、PWM周期に同期したワンシヨツト出
力がOUT1から出力され、ゲート回路28,29を介してトラ
ンジスタTr3又はTr4をON/OFF制御する。
第5図はこのようなPWM制御の波形例を示すものであ
る。この図では、ON時間tONが可変してもPWM周期t(=
tON+tOFF)が一定であることを示す。
ここで、カウンタ0はモード3:方形波レート・ジエネ
レータに設定され、カウンタ1はモード1:プログラマブ
ル・ワンシヨツトに設定される。PWM周期tは一定であ
るので、カウンタ=0のカウント数のロードは一度行な
えばよい。そして、PWMのtON時間を変更する度にカウン
タ0のカウント数をロードする。
次に、プログラマブルインターバルタイマ21のモード
3及びモード1の内容を説明する。第6図にモード3
(方形波レート・ジエネレータ)のタイミングチヤート
を示す。この場合、入力クロツクのn分周カウンタとし
て動作する。なお、カウント数が偶数の場合のデユーテ
イ比は1/2であり、カウント数が奇数の場合のデユーテ
イ比は(n−1)/2nである。例えば、カウント数n=
5の時には、デユーテイ比は2/5(アクテイブ・ロウ)
となる。しかして、コントロールワードにてこのモード
を選択すると、OUT0=1となり、GATE1=1としてカウ
ント数をロードする。これにより、カウントが開始され
る。カウント数が偶数の時にはカウントの前半1/2がOUT
0=1、後半1/2がOUT0=0となる。カウント数が奇数の
時にはカウントの前半(n+1)/2がOUT0=1、後半
(n−1)/2がOUT0=0となる。GATE1=0とすると、
その立下がりに同期してOUT0=1となつてカウントが停
止する。その後、GATE1=1となると初期値よりカウン
トが再開される。そして、カウント中にカウント数をロ
ードすると、次のサイクルから新しいカウントが開始さ
れる。カウント数が偶数の場合はカウンタは2ずつデク
リメントされ、奇数の場合はOUT0=1の時には最初の1
クロツクで1デクリメントされ、2クロツク目からは2
ずつデクリメントされる。OUT0=0の時には最初の1ク
ロツクで3デクリメントされ、2クロツク目からは2ず
つデクリメントされる。
第7図にモード1(プログラマブル・ワンシヨツト)
のタイミングチヤートを示す。これは、指定した長さの
ワンシヨツト・パルス(アクテイブ・ロウ)を出力する
ものである。コントロールワードにてこのモード1を選
択すると、OUT0=1となり、カウント数のロード後にGA
TE1の立上りによりトリガされてカウントを開始する。
カウント中はOUT0=0となり、カウントが終了すると再
びOUT0=1となる。つまり、パルス幅がカウント数に対
応したアクテイブ・ロウのワンシヨツト出力となる。カ
ウント中にトリガをかけると(GATE1を0から1とする
と)、再び初期値よりカウントを開始する。なお、カウ
ント中にカウント数をロードしても実行中のカウントに
は影響しないが、トリガをかけると新しいカウント数で
カウントを開始する。
しかして、本実施例では、スキヤナ光学系2の復動動
作においてHPセンサ16により検知された時点の直流モー
タ14の回転数(又はスキヤナ速度)に応じて往動側への
動作量を可変制御するものである。第1図はこのような
本実施例方式によるホームポジシヨンHPへの停止制御の
状態を第11図に対応させて示すものである。即ち、実線
で示す動作特性Aは目標値通りの場合、一点鎖線で示す
動作特性Bは目標値より低い場合、二点鎖線で示す動作
特性Cは目標値より高い場合である。
ここで、HPセンサ16検知時の直流モータ14の回転数か
らこの直流モータ14の動作量を算出する理論式について
説明する。まず、HPセンサ16検知時の直流モータ14の回
転数をω、オーバーラン目標値をψとすると、直流モ
ータ14について減速すべき角加速度は、 =−ω0 2/2ψ となる。
又、直流モータ14が発生するトルクTは、モータトル
ク定数をKT、モータ電源電圧をVMM、モータ電機子抵抗
をR、PWM周期をt、PWMのON時間をtON(但し、t≧
tON)とし、直流モータ14の回転数に比例してモータ両
端に発生する誘起電圧につき、モータ回転数が停止制御
付近で小さい結果モータが発生するこの誘起電圧も小さ
く無視し得るものとすると、 となる。直流モータ14のイナーシヤをJとして摺動負荷
を無視すると、これらの両式より、 T=J なる関係式に基づき なる関係が成立する。この式により、 tON=Kω0 2 (但し、K=−Rt/2ψVMMKT) となる。即ち、動作量はHPセンサ16検知時の直流モータ
14の回転数ωの関数となる。
第2図にスキヤナ光学系2のホームポジシヨンHPでの
停止制御時の各部の波形とCI割込み処理のタイミングチ
ヤートを示し、第3図にCI割込み処理のフローチヤート
を示す。まず、A相エンコーダパルスENCAの立下がり毎
にCI割込み処理〜が行なわれる。このような割込み
処理では、まず、現在のスキヤナ光学系2の状態が往動
か復動かを判断し、往動時であれば図示しない往動処理
を行なう。一方、復動時であればHPセンサ16が第1スキ
ヤナ7(HP遮蔽板17)を検知したか(Hレベル)、否か
(Lレベル)の判断をする。割込み〜の段階ではHP
センサ16がLレベルであり第1スキヤナ7を検知してい
ないので、現在のスキヤナ位置に対応したスキヤナ速度
となるようにスキヤナ光学系2(第1スキヤナ7)を制
御するため比例・積分制御を行なう。
しかして、HPセンサ16が第1スキヤナ7を検知してL
レベルとなると、ホームポジシヨンHP位置に対する停止
制御処理に入る。この処理においては、まず、フラグST
Pが1にセツトされているか否かを判断する。このフラ
グSTPはHPセンサ16の出力がLレベルからHレベルに変
化した時に1度だけ動作量を演算子出力させるためのも
のであり、初期にはフラグSTPは0とされている。ここ
に、HPセンサ16の出力がLレベルからHレベルに変化す
るとエンコーダ22の割込み間隔、即ちECPTの内容を読込
む。つまり、このデータがHPセンサ16を第1スキヤナ7
が横切つた時の速度(モータ回転数)の値(このデータ
の逆数が速度に比例する)である。これを基に直流モー
タ14の動作量を演算しPWM出力を行なう。そして、フラ
グSTPを1にセツトする。このような処理がCI割込み
による処理である。
その後、CI割込みが入ると、フラグSTPは1にセツト
されている状態であるため、PC7にてモータ回転方向が
復動方向CCWから往動方向CWに変化したかを判断し、回
転方向が変化するまでは、の如き割込みがあつても
何もしないで(即ち、PWM出力値を変化させないで)、
リターンする。CI割込みの如く回転方向が変化したら
直流モータ14をオフさせCI割込みをマスクしてリターン
する。
効果 本発明は上述のように、スキヤナ光学系の復動動作に
よる基準位置への停止制御時にこの基準位置通過検出時
のパルス間隔に応じて求められた一定量の往動方向動作
量をモータに加えてこの往動方向動作量に基づくパルス
幅制御により停止制御するようにしたので、基準位置通
過時の速度がばらついてもスキヤナ光学系のオーバーラ
ン量を一定化させ停止位置のばらつきを抑えることがで
き、よつて、良好なるコピー動作を行なわせることがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す停止制御動作の説明
図、第2図はタイミングチヤート、第3図はフローチヤ
ート、第4図はブロツク図、第5図はPWM制御動作のタ
イミングチヤート、第6図はモード3を説明するタイミ
ングチヤート、第7図はモード1を説明するタイミング
チヤート、第8図は一般的な光学系の概略構成を示す側
面図、第9図はその概略斜視図、第10図はスキヤナサイ
クル動作のタイミングチヤート、第11図は従来の制御方
式を示す説明図である。 2……スキヤナ光学系、14……モータ、16……HPセンサ
(検出手段)、20……マイクロコンピユータ(制御手
段)、21……プログラマブルインターバルタイマ(計測
手段)、22……エンコーダ(パルス発生手段)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】原稿を露光走査するスキヤナ光学系と、前
    記スキヤナ光学系を往復動方向に駆動するモータと、こ
    のモータの回転数に同期したパルスを発生するパルス発
    生手段と、このパルス発生手段から発生されたパルスの
    間隔を計測する計測手段と、この計測手段による計測結
    果に基づき前記モータの動作を制御する制御手段と、前
    記スキヤナ光学系の基準位置通過を検出する検出手段と
    を備え、前記スキヤナ光学系の復動動作による基準位置
    への停止制御時にこの基準位置通過検出時のパルス間隔
    に応じて求められた一定量の往動方向動作量を前記モー
    タに加えてこの往動方向動作量に基づくパルス幅制御に
    より停止制御することを特徴とする複写機のスキヤナ制
    御方法。
  2. 【請求項2】パルス幅変調制御の周期をtとし、この周
    期t内のオン時間をtONとし、オーバーラン目標値をψ
    とし、基準位置通過検出時のモータの回転数をω
    し、モータ電機子抵抗をRとし、モータトルク定数をKT
    とし、モータ電源電圧をVMMとしたとき、往動方向動作
    量が tON=Kω0 2(但し、K=−Rt/2ψVMMKT) であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複
    写機のスキヤナ制御方法。
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