JP3649563B2

JP3649563B2 - 画像形成装置のスキャナ制御装置

Info

Publication number: JP3649563B2
Application number: JP27709597A
Authority: JP
Inventors: 田良久添; 木一喜鈴; 持俊二稲
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2017-10-09
Also published as: JPH11122432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿画像に沿って走行し原稿画像を走査するスキャナを有し、このスキャナをモータにより往復運動させる画像形成装置のスキャナ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置には、コンタクトガラス上に置かれた原稿に、光源からの照明光をスキャナを走査させながら照射し、原稿画像からの反射光を光学系を介して直接に感光体に投射するいわゆるアナログタイプのスキャナ、あるいは、原稿画像からの反射光をＣＣＤなどの撮像素子に投射してＣＣＤにてアナログ信号（画像信号）に変換し、これを画像処理回路にてデジタルデ−タ（画像デ−タ）に変換するいわゆるデジタルタイプのスキャナが用いられる。画像形成装置には、アナログタイプのスキャナの原稿反射光によって感光体上に形成された静電潜像を現像して転写紙に転写するいわゆるアナログタイプの複写機，デジタルタイプのスキャナとレ−ザプリンタとを一体に組付けたデジタル複写機，デジタルタイプのスキャナの画像デ−タを２次元ディスプレイに表示する画像表示システム，コンピュ−タ（パソコン，ワ−プロを含む）にデジタルタイプのスキャナとプリンタを接続した画像入，出力システムなどがある。
【０００３】
ここで、上述のアナログタイプの複写機の主にスキャナ部を図１に示し、これを参照して従来技術を説明する。図１に於いて、原稿２を載置するコンタクトガラス１の下方には、光源３と第１ミラー４とが一体に取り付けられた第１スキャナ、第２ミラー５と第３ミラー６が一体に取り付けられた第２スキャナが設けられ、第３ミラー６による反射光路上には結像レンズ７、固定の第４ミラー８、第５ミラー９、第６ミラー１０がこの順に設けられ、第６ミラー１０による反射光路上には保護ガラス１１、感光体ドラム１２がこの順に設けられている。
【０００４】
上記第１スキャナは一定速度Ｖでコンタクトガラス１上の原稿２に沿い、図１において左から右に向かい移動しながら光源３が原稿２をスリット状に照明し、その反射光を第１ミラー４が水平方向に反射する。第２スキャナの第２ミラー５、第３ミラー６は、第１ミラー４からの反射光を水平方向に折り返す。折り返された反射光は、結像レンズ７、第４，第５，第６ミラー８，９，１０で反射され、感光体ドラム１２上に収束し、原稿２の像が感光体ドラム１２上に結ばれる。上記のように第１スキャナは一定速度Ｖで原稿２に沿って移動し、これに同期して第２スキャナはＶ／２の速度で左から右に向かい移動し、原稿２の面から感光体ドラム表面までの光路長が常に一定に保たれる。第１，第２スキャナの移動に同期させて感光体ドラム１２を回転させることにより、感光体ドラム１２上に原稿画像と同じ画像を形成する。第１，第２スキャナはモータによって駆動され、１回の走査が終了すると元のホームポジションに戻される。
【０００５】
なお、デジタル形式のスキャナの場合には、ミラ−８〜１０は無く、代りに結像レンズ７の像形成位置に撮像素子があり、撮像素子の画像信号が画像処理回路にて画像デ−タに変換される。
【０００６】
この様な画像データの読み取りを行う為に、高速複写機のスキャナ制御に於いては、ＤＣサーボモータを使用してスキャナを正逆方向に駆動するようになっている。
【０００７】
図２に、従来の、スキャナを走査駆動するサーボ制御装置の一例を示す。高速複写機のスキャナモータ制御においては、制御の高速性及びモータの高速回転での発熱による巻き線抵抗増加により、トルクが低下して制御系が不安定になるので、これを補うために電流帰還回路を用いた定電流駆動方式を用いている。
【０００８】
図２において、４個のＭＯＳ・ＦＥＴＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４で構成されたＨ型ブリッジ回路は、モータＭを回転駆動する為のもので、Ｑ１１，Ｑ１３の接続点とＱ１２，Ｑ１４の接続点との間にモータＭが接続されている。Ｑ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４にはそれぞれダイオ−ドＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４が並列に、しかもＱ１１，Ｑ１２，Ｑ１３，Ｑ１４に流れる電流とは逆向きの電流を流す向きに接続されている。Ｑ１１とＱ１３の間にはＱ１１からＱ１３に向かって順方向にＤ１５が介在し、Ｑ１２とＱ１４の間にはＱ１２からＱ１４に向かって順方向にＤ１７が介在している。
【０００９】
上記Ｈ型ブリッジ回路とアースとの間には、モータ電流検出用抵抗Ｒ１１が接続されており、アースからモータＭとダイオ−ドＤ１５の接続点に向かって順方向にダイオ−ドＤ１６が接続され、アースからモータＭとダイオ−ドＤ１７との接続点に向かって順方向にダイオ−ドＤ１８が接続されている。上記抵抗Ｒ１１によって検出されるモータ電流に対応した電圧は、アンプＩＣ１５を経て差動アンプＩＣ１６に入力される。
【００１０】
マイコンＭＣ１１は、予め設定したモータ速度と、エンコーダより検出されたモータＭの速度との偏差により制御目標値を電流値として算出し、Ｄ／Ａ変換により制御目標値である電流値をデジタル信号からアナログ信号に変換して速度制御値とする。
【００１１】
この速度制御値と検出したモータ電流値との差を、差動アンプＩＣ１６で演算し、この差を三角波を利用して比較器ＩＣ１７でＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号のデューティ比に対応してモータＭを駆動し速度制御を行うようになっている。
【００１２】
この例において、モ−タ回転方向および停止は、マイコンＭＣ１１の出力ポートＰ０とＰ１の信号レベルによって指定される。これらの信号レベルと指示内容の関係を図２上に表記した。
【００１３】
図３に示すように、正回転方向指示はスキャナ立ち上げから原稿読み取り終了時、及びリターン減速時の反転ブレーキからスキャナ停止まで、逆転方向指示は原稿読み取り終了時の反転ブレーキからリターン加速及びリターン等速走行の終了まで、と予め決められている。すなわち、モータに流す電流の向きを予め決めておき、その方向でＰＷＭ信号により電流を加減して原稿スキャン時及びスキャナリターン時の速度制御を行っている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明した、スキャナによる原稿走査のためのサーボ制御装置では、スキャナの速度及び加速度は、予め決定された一定の値で制御される。しかしながら、原稿画像走査の繰返しを高速で行なう場合、例えば複写速度を上げる場合、スキャナのリタ−ン速度を高くするが、スキャナリターン時の速度立上げの加速度及び速度立下げの加速度（負値：減速度）が原稿スキャン時に対して大きくなり、その影響でスキャナや複写機の振動が大きくなる。
【００１５】
本発明は、この様な問題点に鑑み、原稿読み取りスキャナの移動距離に応じて、スキャナの制御速度及び加速度を変更し、スキャナの振動（揺れ）を低減することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（１）原稿画像(2)に沿って走行し原稿画像を走査するスキャナを有し、このスキャナをモータ(M)により往復移動させる画像形成装置のスキャナ制御装置であって、画像再生倍率が１００％のとき前記スキャナの移動距離(スキャン長)に対応してスキャナリターン時のリターン速度(Vreturn)を移動距離（スキャン長）に対応した振動が少ない設定値 (Vr11-Vr16) に変更し、１００％と異なるときは共通の設定値 (Vr) とする手段(MC11)を有することを特徴とする。なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号又は対応事項を、参考までに付記した。
【００１７】
通常、１枚の原稿から複数枚のコピーをとる場合、複写倍率１００％の場合が多く、複写機の振動は複数枚のコピーをとるときの方が大きい。本発明によれば、複写倍率１００％の場合に移動距離(スキャン長)に対応した、スキャナ振動が小さいリターン速度(Vreturn)に変更して、スキャナ振動を低減しうる。一枚の原稿から一枚のコピーを取る場合は振動は少ない。複写倍率１００％と異なる複写の機会は少なくしかも１枚の原稿から複数枚のコピーをとることは少ないので、本願発明のように１００％と異なるときは共通の設定値 (Vr) としても、実使用上は差し支えない。
【００１８】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【実施例】
本発明の一実施例のサーボ制御装置のハ−ドウェア構成は、図２に示す従来例と同じであり複写機に組込まれているが、本発明の実施例では、マイコンＭＣ１１の機能が異なる。その部分を図４に示す。複写機のコピースタートキーが押されて、スキャナモータスタート信号を検出するとマイコンＭＣ１１は、スキャナモータのスタートタイミングを設定し、一定時間経過後、スキャナモータをスタートさせる。本発明の実施例では、この時、複写倍率が１００％である場合は、コピー開始時に選択された転写紙サイズに応じて、スキャナリターン時のリターン速度を変更するようにしている。コピー開始時のスキャナリターン速度（Ｖreturn）決定フローチャートを図４に示す。
【００２０】
図４に示すように、画像再生サイズ（本実施例では転写紙の定形サイズ）毎に、画像再生倍率（本実施例では複写倍率）が１００％のときのみ、リターン速度（Ｖreturn）を変更する（通常、１枚の原稿から複数枚のコピーをとる場合、複写倍率１００％の場合が多く、複写機の振動は複数枚のコピーをとるときの方が大きい事から、実使用上は差し支えないと考えられる）。
【００２１】
スキャン長に対応して変更する、スキャナリターン速度Ｖｒ１１〜Ｖｒ１６，Ｖｒは、規定された複写速度を満足する範囲内で、複写機の振動を測定して、振動が最小となるよう予め決定した値であり、マイコンＭＣ１１の内部メモリに書込まれている。同様に、スキャナリターン時の加減速度（ａ３，ａ４）を、規定した速度（リタ−ン時はＶｒ１１〜Ｖｒ１６，Ｖｒ）およびスキャン長を満足する範囲内で、可変して複写機の振動が最小となる様に設定して、速度対応でマイコンＭＣ１１の内部メモリに書込んでいる。
【００２２】
図５に示すリタ−ン速度の決定（図５の２６〜４３）において、マイコンＭＣ１１は、内部メモリから、転写紙サイズおよび倍率対応のリタ−ン速度（Ｖｒ１１〜Ｖｒ１６，Ｖｒ）およびそれに対応付られている加速度（ａ３，ａ４）を読み出す。
【００２３】
なお、スキャン（原稿走査）時速度は複写倍率１００では固定値であり、拡大，縮小のときには複写倍率に逆比例した値に変更される。スキャン時の加減速度（ａ１，ａ２）も、スキャン速度およびスキャン長を満足する範囲内で可変して複写機の振動が最小となるように設定して、スキャン速度およびスキャン長対応でマイコンＭＣ１１の内部メモリに書込んである。スキャン速度の決定においてマイコンＭＣ１１は、転写紙サイズおよび複写倍率に対応したスキャン速度とスキャン長を算出し、算出したスキャン速度およびスキャン長に対応する加減速度デ−タ（ａ１，ａ２）を内部メモリから読出す。
【００２４】
スキャナ速度（スキャン速度，リタ−ン速度）および加速度を読み出すと、それらに対応して制御定数を変更して設定し、スキャナモータをスタートさせる。
【００２５】
そして、マイコンＭＣ１１は、設定したスキャナ速度対応のモータ目標速度と、エンコーダより検出されたモータＭの実速度との偏差により制御目標値を電流値として算出し、Ｄ／Ａ変換により制御目標値である電流値をデジタル信号からアナログ信号に変換して速度制御値とする。
【００２６】
この速度制御値と検出したモータ電流値との差を差動アンプＩＣ１６で演算し、この差を三角波を利用して比較器ＩＣ１７でＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号のデューティ比に対応してモータを駆動させ速度制御を行う。
【００２７】
以上により、スキャン時の加減速度，リタ−ン速度およびリタ−ン時の加減速度が、いずれも複写機（スキャナ）の振動（揺れ）が小さくなり、振動が少くなる。
【００２８】
なお、図２に示すモータ制御回路はＤＣサーボモータ用のものであるが、モータ及び制御回路はどのような物であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】アナログ複写機のスキャナに含まれる光学系を示す縦断面図である。
【図２】スキャナの走査駆動モ−タＭに通電するモ−タドライバおよびモ−タコントロ−ラの構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す光源３，ミラ−４，５を搭載したキャリッジの一回の走査駆動の間の該キャリッジの速度変化を示すタイムチャ−トである。
【図４】本発明の一実施例の、図２に示すマイコンＭＣの、転写紙および複写倍率対応のリタ−ン速度設定処理を示すフロ−チャ−トである。
【符号の説明】
１：コンタクトガラス２：原稿
３：光源４：第１ミラー
５：第２ミラー６：第３ミラー
７：結像レンズ８：第４ミラー
９：第５ミラー１０：第６ミラー
１１：保護ガラス１２：感光体ドラム

Claims

原稿画像に沿って走行し原稿画像を走査するスキャナを有し、このスキャナをモータにより往復移動させる画像形成装置のスキャナ制御装置であって、画像再生倍率が１００％のとき前記スキャナの移動距離に対応してスキャナリターン時のリターン速度を移動距離に対応した振動が少ない設定値に変更し、１００％と異なるときは共通の設定値とする手段を有することを特徴とする画像形成装置のスキャナ制御装置。