JP3649563B2 - 画像形成装置のスキャナ制御装置 - Google Patents
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Description
【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・FET Q11,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 (1)
- 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。
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JP27709597A JP3649563B2 (ja) | 1997-10-09 | 1997-10-09 | 画像形成装置のスキャナ制御装置 |
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JPH11122432A JPH11122432A (ja) | 1999-04-30 |
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