DE2940317A1

DE2940317A1 - Digitales motor-regelungssystem

Info

Publication number: DE2940317A1
Application number: DE19792940317
Authority: DE
Inventors: James T Mccutcheon
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1978-10-05
Filing date: 1979-10-04
Publication date: 1980-06-12
Also published as: IT7950460A0; FR2440578A1; IT1120602B; US4218735A; JPS5549989A; GB2032649B; GB2032649A; CA1155198A; DK412779A; FR2440578B1

Description

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M 4143

Digitales Motor-Regelungssystem

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Motor-Regelungssystem, das zur Einregelung der Drehzahl eines Motors mit veränderlicher Drehzahl verwendet wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Einregelung der Drehzahl eines Abtastmotors, wie er in einem Photokopiergerät mit veränderlichem Vergrößerungsverhältnis verwendet wird.

In bekannten Motor-Regelungssystemen wird die gemessene Drehzahl des Motors mit seiner gewünschten Drehzahl verglichen und das der Drehzahldifferenz direkt proportionale Rückkopplungssignal wird so angelegt, daß der Motor auf die SoI].drehzahl gebracht wird. Diese Art der Motor-Regelung reicht fur die meisten Anwendungsfälle aus, kann jedoch nicht die genaue Einregelung der Motordrehzahl ergeben, wie sie zum Antrieb eines beweglichen Abtastsystems in einem Photokopiergerät mit veränderlichem Vergrößerungsverhältnis gebraucht wird.

Photokopiergeräte mit veränderlichem Vergrößerungsverhältnis enthalten typischerweise ein bewegliches Abtastsystem, ein Linsensystem und eine drehbare lichtempfindliche Trommel. Das Abtastsystem arbeitet mit dem Linsensystem zusammen und überträgt ein Bild des Original-Schriftstücks oder Originals auf die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel. Um eine vergrößerte oder verkleinerte Kopie des Originals zu erhalten, muß das Linsensystem zuerst richtig in Bezug auf das Abtastsystem eingestellt werden; anschließend muß die Geschwindigkeit des Abtastsystems auf das richtige Drehzahlverhältnis in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel eingeregelt werden. Nachdem das Abtastsystem aus der Ruhestellung auf seine Abtastgeschwindigkeit beschleunigt wurde, muß die Abtastgeschwindigkeit genau eingereglt gehalten werden, um eine genaue Photokopie herstellen zu können.

In bekannten Photokopiergeräten wird dies durch eine mechanische Verbindung zwischen dem Abtastsystem und der Oberfläche

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der drehbaren, lichtempfindlichen Trommel erreicht. Diese bekannte Lösung hat zwei Nachteile. Erstens ist es schwierig, mehr als einige wenige diskrete Vergrößerungsverhältnisse mit einem Mechanischen System zu schaffen. Zweitens nimmt das optische Leistungsvermögen des Photokopiergeräts ab, wenn das mechanische System, das periodische Wartungsarbeiten erfordert, τ·ich abnutzt.

Im Gegensatz zu den bekannten Systemen v/erden im digitalen Hotor-Regelungssystem der vorliegenden Erfindung digitale Techniken dai;u verwendet, Steuersignale für einen Motor mit veränderlicher Drehzahl zu erzeugen, der zum Antrieb des beweglichen Abtas Lsystema des Photokopiergeräts verwendet wird. Dieses Motor-Regelungssystem hat mindestens drei herausragende Vorteile dm Vergleich mit einem mechanischen System. Erstens ergibt das digitale Motor-Regelungssystem eine präzise, stabile optische Leistung de;: Photokopiergeräts. Zweitens ermöglicht dan System die automatische Kompensation der mechanischen Abnutzung der mechanischen Teile des Photokopiergeräts. Dritten;; ermöglicht schließlich das Regelungssystem die V/ahl einer großen Anzahl von Vergrößerungsverhältnissen.

"Die vom digitalen Motor-Regelungssystem verarbeitete Information wird durch digitale Worte ausgedrückt und v/eitergegeben. Das digitale Motor-Regelungssystem umfaßt einen Motor mit veränderlicher Drehzahl und Einrichtungen zum Nachweis der Drehgeschwindigkeit des Motors, Die gemessene Drehgeschwindigkeit des Motors wird als Wort der Motordrehzahl dargestellt. Einrichtungen sind vorgesehen, die ein Sollwert-Wort erzeugen, das die gewünschte Motordrehzahl kennzeichnet. V/eitere Einrichtungen sind vorgesehen, mit denen die Motordrehzahl mit dem Sollwert-Wort verglichen wird und ein Wort zur Motor-Regelung aus den Daten berechnet wird. Auf dieses Wort zur Drehzahlregelung ansprechende Einrichtungen dienen zum Betrieb des Motors mit veränderlicher Drehzahl.

Der Betrieb der oben beschriebenen Vergleichseinrichtungen wird Einrichtungen verbessert, mit denen sequentiell das der Motordrehzahl entsprechende Wort mit dem Sollwert-Wort vergli-

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chen wird, um damit eine Folge von Fehlerworten zu erzeugen. Diese Fehlerworte kennzeichnen die Abweichung der gemessenen Motordrehzahl von der gewünschten Drehzahl bzw. dem Sollwert der Drehzahl. Durch Einrichtungen, mit denen nacheinander sequentielle Werte der Fehlerworte gespeichert v/erden, läßt sich ein die Beschleunigung kennzeichnendes Wort ableiten. Auf diese Weise wird Information erhalten, die die momentane Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Motors betrifft. Aus dieser Information wird ein Korrekturwort berechnet, das seinerseits Information sowohl über die Motordrehzahl als auch über die Motorbeschleunigung enthält. Einrichtungen zur Veränderung des der Regelung dienenden Worts sind vorgesehen, wobei das Regelungswort die Drehzahl des Motors um einen dem Korrekturwort proportionalen Betrag verändert, sodaß die Drehgeschwindigkeit des Motors mit veränderlicher Drehzahl in die gewünschte Drehzahl, die durch das den Sollwert kennzeichnende Wort ausgedrückt wird, ein,ündet.

In vielen Anv/endungsfällen kann das den Sollwert der Drehzahl des Motors ausdrückende Wort nicht konstant sein sondern sich zeitlich verändern. In der vorsugsweisen Aus fl/hrungs form wird das Motor-Regelungssystem zur Steuerung der Drehzahl eines Motors mit veränderlicher Drehzahl verv/endet, der seinerseits zum Betrieb eines beweglichen Abtastsystems in einem Photokopiergerät mit veränderlichem Vergrößerungsverhältnis verwendet wird. Wie oben beschrieben, macht es die genaue Wiedergabe vergrößerter oder verkleinerter Kopien notwendig, die Drehzahl des Abtastsystems genau mit der Drehgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel zu synchronisieren. Der Sollwert der Drehzahl des Abtastsystems muß deshalb der gemessenen Drehzahl der lichtempfindlichen Trommel und dem gewünschtem Drehzahlverhältnis der Trommel und des Abtastsystems entsprechen. In der vorzugsweisen Ausführungsform wird diese Forderung dadurch erfüll^ daß Einrichtungen zum Nachweis der Drehgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel verwendet werden, die ein Bezugsdrehzahlwort erzeugen, das seinerseits die gemessene Drehzahl der Trommel kennzeichnet. Bei dieser Ausführungsform werden das gewünschte Vergrößerungsverhältnis für die Photokopie

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kennzeichnende Daten eingegeben und als Konstantwort des Drehzahlverh'iltninnee ausgedrückt. Mit diesen Deten wird ein SoIlwert-V/ort berechnet, das die gewünschte Drehzahl des Abtastnyntems unter Berücksichtigung des gewünschten Vergrö'ßerungsverh'il tnisses und der gemessenen Drehzahl der lichtempfinölichen Trommel angibt. Nach der Ableitung des dem Sollwert entsprechenden Wortes verlauft die Motor-Regelung in der oben beschriebenen Weise.

Die Figur stellt ein kombiniertes Blockschaltbild und eine ■sohemntische Darstellung der vorzugsweisen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.

In der Figur sind das digitale Regelungssystem für den AbtaRtmotor und die zugeordneten Teile des Photokopiergeräts al.™ Blockdiagranm dargestellt. Das Photokopiergerät umfaßt eine bewegliehe, lichtempfindliche Oberfläche, die von einer von einem Motor 11 mit konstanter Drehzahl angetriebenen drehbaren Trommel 10 gebildet wird. Die über ein System 12 übertragene graphische Information wird über ein Linsensystem 9 an die lichtempfindliche Oberfläche weitergegeben. Dieses Abtastsystem wird von einen Motor 13 mit veränderlicher Drehzahl angetrieben, der auf die Ausgangssignale eines Analogverstärkers 14 anspricht; Analogverstärker 14 verstärkt ein Analogsignal, das vom Digital-Analog -U;nwandler 26 erzeugt wird.

P'lhlereinrichtungen 15 sind dem Motor 13 mit veränderlicher Drehzahl 13 zugeordnet und weisen die Abtastgeschwindigkeit des Motors nach. Ein Fühler 15, z.B. eine Photozelle, ist mit einem digitalen Zähler 16 zusammengeschaltet, der seinerseits an eine digitale Verriegelungsschaltung 27 angeschlossen ist. Die Teile wirken so zusammen, daß die Drehzahl des Motors 13 in digitaler Form dargestellt wird. In ähnlicher Weise ist ein Fühler 17 mit dem Antriebsmotor 11 der Trommel zusammengeschaltet, um die Drehgeschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommel 10 nachzuweisen. Fühler 17 ist mit einem digitalen Zähler 18 und einer digitalen Verriegelungsschaltung 28 zusammengeschaltet, um eine digitale Anzeige der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl der lichtempfindlichen Trommel 10 zu ergeben.

Über die als Tastenfeld dargestellte Eingabevorrichtung 19

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werden das Vergrößerungsverhältnis betreffende Daten eingegeben. Eingabevorrichtung 19 sowie die digitalen Verriegelungsschaltungen 27, 28 und der Digital-Analog-Umwandler 26 sind an die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 21 angeschlossen.

Die Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 21 ist ein Bestandteil des Mikroprozessor-Systems 20, zu dem ferner eine arithmetische Logikschaltung 22, ein Speicher 24 mit direktem Zugriff, ein Taktgeber 25 und ein programmierbarer Pestspeicher 23 gehören.

Mikroprozessor-System 20 erhält Eingangsdaten, die sich auf die Drehzahlen der lichtempfindlichen Trommel und des Abtastsystems beziehen, und weitere, das Vergrößerungsverhältnis betreffende Daten; im System wird Information dazu benutzt, ein Motor-Regelungssignal zu berechnen, das dann an den Digital-Analog-Umwandler angelegt wird, um die Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl einzustellen.

Die vom Regelsystem verwendeten Daten werden in der Form von digitalen Worten dargestellt und verarbeitet. In der speziellen Ausführungsform sind die Daten vorzeichenbehaftete Binärzahlen, die in Acht-Bit-Worte zusammengefaßt sind. Die mit dieser Kodierung erzielte Auflösung reicht dazu aus, die Geschwindigkeit des Abtastsystems genau einzuregeln.

Daten, die vom Gerät außerhalb des Mikroprozessor-Systems 20 erhalten werden, werden über Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 21 an das Mikroprozessor-System geschaltet. Vorrichtung 21 hat in der vorzugsweisen Ausführungsform vier Teilabschnitte 30 - 33 und ermöglicht es, Daten von äußeren Vorrichtungen zu lesen und zu schreiben. Die Lese- und Schreib-Vorgänge werden unter Software-Steuerung vorgenommen und umfassen die Verwendung der Logikschaltung 22, um Daten aus der Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung 21 abzurufen und sie entweder direkt zu verarbeiten oder zur späteren Verwendung in den Speicher zu übertragen. Ein Taktgeber 25 des Systems wird für das Takten der zeitlichen Abfolge im Mkroprozessor-System selbst verwendet und liefert eine genaue, stabile Zeitgabe für Zähler 16 und 18.

Die gelesenen, verarbeiteten Daten ergeben ein Motor-Regelungswort P_n (34), das über Teilabschnitt 33 an den Digital-Analog-Umwandler 26 abgegeben wird, der seinerseits die digita-

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le Information in ein Analog-Signal umsetzt. Das Analog-Signal wird von einem Verstärker 14 verstärkt und zum Antrieb des Motors 13 mit veränderlicher Drehzahl verwendet. Die Regelfolge, die zur Berechnung des Motor-Regelungswortes F fthrt, wird stufenweise durchlaufen und läßt sich stufenweise auch am besten verstehen. Ein kurze Zusammenfassung des Betriebs des digitalen Motor-Regelungssystems in einem Photokopiergerät mit veränderlicher Vergrößerung trägt zum Verständnis der stufenweisen Beschreibung bei.

Wie oben erwähnt, verlangt es die genaue Wiedergabe von Kopien in einem Photokopiergerät mit veränderlichem Vergrößerungsverhältnis, daß die Geschwindigkeit des Abtastsystems genau als Punktion der Geschwindigkeit der lichtempfindlichen Trommeloberfläche eingeregelt wird. Bei einem gegebenen Vergrößerungsverhältnis gibt es deshalb eine bestimmte Geschwindigkeit des Abtastsystems, die erreicht und eingehalten werden muß. Diese Geschwindigkeit wird als Sollgeschwindigkeit bezeichnet. In bestimmten Ausführungsformen kann die Sollgeschwindigkeit konstant sein, jedoch hängt sie in der vorzugsweisen Ausführungsform sowohl vom gewünschten Vergrößerungsverhältnis als auch von der Drehgeschwindigkeit der Trommel ab. Zu Beginn des Abtastvorgangs ist das Abtastsystem in Ruhe und die lichtempfindliche Trommel dreht sich mit etwa konstanter Drehgeschwindigkeit.

Bei der Inbetriebnahme zu Beginn des Abtastvorgangs ist es die erste Aufgabe des Motor-Regelsystems, das Abtastsystem so schnell wie möglich von der Ruhe auf eine Geschwindigkeit möglichst nahe der Abtastgeschwindigkeit zu beschleunigen. Durchgeführt wird diese Aufgabe dadurch, daß zunächst die dem gewünschten Vergrößerungsverhältnis entsprechenden Daten vom Tastenfeld 19 in den Eingabe-Ausgabe-Teilabschnitt 30 eingegeben werden. Die Logikschaltung 22 überträgt die Vergrößerungsdaten, die als Wort C (35) des Geschwindigkeitsverhältnisses dargestellt werden, in den Speicher 24 mit direktem Zugriff. Der mit einer empirisch abgeleiteten Konstante K₁ (50) multiplizierte Werte dee Wortes C wird dazu verwendet, sequentielle Werte eines Regelworts P⁰ (49) zu verkleinern. Im Block 40 für Regelworte werden ein anfängliches Motor-Regelwort P⁰, das sich auf die

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Startphase bezieht, und folgende Regelworte, die durch die Indizes η, η - 1 usw. gekennzeichnet werden und sich auf folgende Abschnitte beziehen, empirisch bestimmt, sodaß sie dazu ausreichen, daß sowohl das Regelwort F° und die Anfangsgeschwindigkeit des Abtastmotors 13 in bestimmten zulässigen V/ertebereichen für brauchbare Regelung liegen. Es wird dann mit der Formel P° ♦- P~_-| ~ ^K1^{C e}*^{n an:f}ängliches Regelwort F° erzeugt; weitere Worte P werden im Ausdruck F ♦- P_ -i + G erzeugt, wobei G ein in der folgenden V/eise erzeugtes Korrekturwort bezeichnet. In einer vorzugsweisen Ausfuhrungsform werden z.B. elf Inkremente oder Schritte verwendet, die Abstände von 8 msec haben. Nach einer Reihe von Verminderungen oder Dekrementen des Regelwortß P wird der Abtastmotor 13 innerhalb eines annehmbaren Geschwindigkeitsbereichs beschleunigt. Gleichzeitig erreicht das Regelv/ort P° einen ebenfalls annehmbaren Wert, wodurch die Startphase abgeschlossen wird.

Bei der gesamten Beschreibung kennzeichnet die Richtung der Pfeile den Pluß der Information durch das Steuersystem. Die Berechnung des Anfangswerts des oben beschriebenen Regelworts findet in der folgenden Weise statt. Vom Tastenfeld 19 stammende, das Vergrößerungsverhältnis betreffende Daten werden in den Eingabe-Ausgabe-Abschnitt 30 eingegeben, wie dies durch den Verbindungspfeil angedeutet ist. Diese Daten stellen ein Wort C (35) des konstanten Geschwindigkeitsverhältnisses dar und werden dem Teilabschnitt 30 eingegeben. Das Wort wird durch Logikschaltung 22 in den Speicher 24 eingegeben, v/ie durch den Pfeil angedeutet. Danach wird ein Anfangswert für das Regelwort P⁰ in der Logikschaltung 22 berechnet, indem das Wort C abgerufen und mit einer empirisch abgeleiteten Konstante K₁ (50) multipliziert wird; die Konstante K- v/ird im programmierbaren Pestspeicher 23 gespeichert. Die zur Multiplikation von K.. mit C führende Operation und der die beiden Vierte mit P° verbindende Pfeil geben an, daß die Größe P~_-| und das Produkt K..C zusammengefaßt werden, um das Regelwort P abzuleiten. Der Pfeil, der Regelwortblock 40 in Logikschaltung 22 mit Regelwort 34 in Teilabschnitt 33 verbinbet, stellt eine Datenübertragung von der Logikschaltung 22 an den Eingabe-Ausgabe-Abschnitt 33 dar. Der das Motor-Regelwort

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P_n (34) in Teilabschnitt 33 mit dem Digital-Analog-Umwandler 26 verbindende Pfeil gibt die Übertragung digitaler Information vom Teilabschnitt 33 zum Digital-Analog-Umwandler 26 an. Der Pfeil, der Digital-Analog-Umwandler 26 mit Analogverstärker 14 verbindet, gibt die Übertragung von der digitalen Information proportionaler Analoginformation an. Der Analogverstärker H mit dem Motor verbindende Pfeil gibt in ähnlicher Weise an, daß der Analogverstärker die Drehzahl des Motors 13 steuert.

Sobald der Abtastmotor 13 mit veränderlicher Drehzahl mit etv/a der richtigen Abtastgeschwindigkeit läuft, beginnt die zweite Phase und Fehlerkorrekturen werden durch das System zur Motor-Regelung eingeleitet. Als erster Schritt wird in der zweiten Phase die Drehgeschwindigkeit des Motors 11 zum Trommelantrieb mit Fahler 17 nachgewiesen. In der vorzugsweisen Ausfilirungsform ist Fühler 17 ein bekannter magnetischer Signalgeber. Als Ausgangssignale des Fühlers 17 treten Impulse auf, deren Folgefrequenz uragefähr proportional der Drehgeschwindigkeit des Motors 11 ist. Die Ausgangssignale des Fühlers 17 v/erden Zähler 13 angelegt, der ein freischwingender Binär zähler ist. Dieser Zähler zählt die vom Taktgeber 25 des Systems erzeugten Impulse während einer Zeit, die von der Impulsfolgefrequenz des Zählers 17 bestimmt wird. Die Anzahl der Zählungen zwischen aufeinanderfolgenden Inkrementen m ist damit umgekehrt proportional der Drehzahl der lichtempfindlichen Trommel 10. Der Wert der im Zähler 18 enthaltenen Binärzahl wird in Verriegelungsschaltung 28 gespeichert, die ihrerseits mit Teilabschnitt 31 zusammengeschaltet ist, sodaß eine Rückstellung über einen Befehl 38 stattfinden kann. Wenn dieser Teilabschnitt von Logikschaltung 22 ausgelesen wird, wird über Logikachaltung 22 der Wert der Verriegelungsschaltung, der als Bezugswort B_m (36) der Geschwindigkeit bezeichnet wird, übertragen und in Speicher 24 gespeichert. Da der Trommelmotor 11 nicht synchron mit Abtastmotor 13 läuft, sind die Inkremente η und m nicht notwendigerweise gleich. Aufeinanderfolgende Werte des Bezugsworts B_m der Drehzahl werden erhalten durch Subtrahieren aufeinanderfolgender Werte der Verriegelungsschaltung 28, sodaß bei einer konstanten Trommelgeschwindigkeit das Bezugswort B_m ebenfalls

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konstant ist. Zu diesem Zeitpunkt ist genügend Information in den Mikroprozessor 20 eingebracht worden, um die Berechnung eines Sollwertwortes D zu ermöglichen. Das Bezugsgeschwindigkeitswort B _Λ der Drehzahl, daß Wort C der Konstanten des Drehzahlverhältnisses und eine Konstante K. werden miteinander multipliziert, sodaß sich das Gollwertwort D_m (45) im Block 42 der Sollwertworte ergibt. Die Konstante K, (53) ist ein Norraierungsfaktor für die Drehzahl des Trommelmotor und des Abtast:iotorn und stellt verschiedene 'Vberoetzungsverhältnisse unri dergleichen dar, wie sie beim Ankoppeln des Abtastmotors 13 an das Abtastsystem 12 auftreten. Dan oollwertwort D stellt damit die gewünschte Geschwindigkeit f^r;r den Abtastmotor 13 dar.

Die Drehzahl des Abtastmotors 13 ^T-irä mit einem Fehler gemessen, der an einen Zähler 16 und eine Verriegclungsschaltung 27 angeochloftnen ist. Diese Bauteile wirken in der unter Bezugnahme auf den Trommelmotor beschriebenen \.'eise zusammen und erzeugen ein I-lotordrehzahlwort A (37), das vom Teilabschnitt 32 ausgelesen werden kann; damit wird Verriegelungsschaltung 27 über Befehl 39 zurückgestellt. Aufeinanderfolgende V/er te des Hotordrehzahlworts A v/erden von sequentiellen V/erten der Verriegelungsschaltung 27 abgeleitet, sodaß bei Veränderungen der tatsächlichen Drehzahl des Abtastmotors 13 auch der Wert des Drehzahlworts A verändert wird. Die aufeinanderfolgenden Werte von A werden mit der arithmetischen Logikschaltung 22 in Speicher 24 mit direktem Zugriff übertragen.

Ein Fehlerwort E (46), das die Differenz zwischen dem vorher beschriebenen Hotordrehzahlwort A und dem Wort D der Sollwertdrehzahl darstellt, wird dann im Fehlerwortblock 41 abgeleitet, d.h. E ♦· A - D . Sequentielle Werte des Fehlerworts E_n, E_n-1 und Ξ_η__4 (46, 46' und 46") werden an Speicher 24 übertragen. Sobald sequentielle Werte in dieser Weise gespeichert worden sind, wird das Beschleunigungswort H (47) berechnet durch Subtraktion des Fehlerworts E vom Fehlerwort E , , d.h. von dem vier Inkremente vorher erhaltenen Wort; diese Subtraktion findet im Beschleunigungswortblock 44 statt, wobei H «- E - E .. Dadurch wird gewährleistet, daß eine genügend lange Zeitspanne betrachtet wird, sodaß das Abtast-

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sys ten auf Veränderungen in Regelwort P_n anspricht. Schließlich wird das Korrekturv/ort G_n (48) berechnet durch Multiplikation des Beschleunigungsworts H_n mit einer empirisch bestimmten Konstante K, und durch Hinzuaddieren des Ergebnisses zum Produkt aus Fehlerwort E_n und einer anderen empirisch abgeleiteten Konstante K_? in Korrekturwortblock 43, wobei G «- K₂E + K-H . Das Korrekturwort G_n (48), das die Summe dieser beiden Produkte ist, enthält damit Information, die sowohl die Beschleunigung als such die Geschwindigkeit betrifft.

Das Korrekturwort v/ird zur Veränderung aufeinanderfolgender Werte des Regelworts P_n (49) verwendet, wozu die algebraische Summe des vorhergehenden Werts P .. und des Korrekturworts G im Block 40 vorwendet wird. Die aufeinanderfolgenden Werte von ^p _n (49) v/erden durch Eingabe-Ausgabe-Teilabschnitt 33 abgegeben, ua die Drehzahl des Abtantnotors in der oben beschriebenen Weise zu verändern.

Diese Fehlerkorrektur wird periodisch mit einer Geschwindigkeit wiederholt, die zur Impulsfolgefrequenz des Fühlers I5 filr den Abtastrnotor paßt. Die Fehlerkorrektur liefert korrigierte Information an Abtastmotor 13 während des ganzen Abtastsykluo.

In einer bestimmten AusführungsCom wird das Hegelwort mit einer Geschwindigkeit auf den neuesten Stand gebracht, die einor Bewogung von etwa 0,76 cm des Abtastsystems entspricht. Die häufigen Korrekturen des Regelworts ergeben eine genau folgende Regelung und genaue Synchronisation des Abtastsystems 12 mit der Drehung der lichtempfindlichen Trommel 10.

Ein wichtiger Punkt ist, daß der Wert des Regelworts F_n "fließt" und daß sein Absolutwert sowohl von der vom Abtastmotor zii überwindenden Trägheit als auch von jeglicher Veränderung der Drehzahl der Trommel 10 abhängt. Die Folge ist, daß der Durchschnittswert des Abtastmotorv/orts F_n zwischen nach außen gleichartig erscheinenden Maschinen variieren kann. Der Wert des Regelworts kann außerdem im Verlauf eines einzigen Abtastzyklus variieren. Veränderungen des Regelworts können deshalb zur Überwachung des mechanischen Zustande des Abtast systems verwendet werden. Die automatische Kompensation, die durch den "fließenden" Wert des Regelworts erhalten wird, macht

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es dem RegelTyetom möglich, ^ieh de"¹" "ioohaniachen Abnutrirn^ bei der Alterung den Kopiergerät':; ;:nrupao3en. Daduroh wird e~ unnötig, eine endg'.'.l ti^e "instenini^ der ^r;eohBnischen 3y.'^f te ".ve von Photokopier^eräten bei doren Herr;teilung vor^ureignen, v;odurch die Herr.tellun^^lrosten dsrrrtijer Geräte ^e^enkt v/er ä en.

Das digitale Hotor-^e^elv.n^r:'·^.^; her: '.·;■' ri Tor^uj"'.'e: "■ ί unter Lonutcuiiö de'· O~j rikrorc:-":ne·· ■--„":. ts;:.3 iiuf^ecaut, clt.~ "■on der Tirrna Intol ^or;icr&ticn, ?0£r Pov^sr^ Avenue, "ε-nta Clsra, Kalifornien, IT.",A., ^er^·er.'teil-¹: und vertrieben v.'iri. Sine teilv/öise Liste dor A:.-,e:nbler -Γ;rache, die bei dor Goftv/are in de τ vorliejenden Irfinclun^; verwendet wird, wird mit der Patentanmeldung einiccreicht.

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Claims

294Q317 1 BERLINS! «MÜNCHEN·· Augu«t»-V!ldori«-Str«e·« n Dl IQOWkP A PAOTWPB PtonniwiMf*·«·2 U·· nUOUliW Ot Γ AKI INCH P«t.-Anw. Dr. Ina. Ruschk· ·-"· "WöV/nixt Ob r/-VIA I I^ Ι-ΙΛ PA-Amr Dlpl.-lng SÄ*?:1 "W PATENTANWÄLTE H"· Ε·" " Telefon: 030/ g ^ 44« BERLIN - MÖNCHEN T«l*gramm-AdrMM: QuadraturBeriin München, den 4. Oktober 1979 TELEX: 1«37·β TlLlT: MlTO [NAOHGEREIOHTl· M 4143 Minnesota Mining & Manufacturing Company Saint Paul, Minnesota 55133 U. S. A. Patentansprüche

1. Digitales Motor-Regelungssystem mit einem Motor Q3)mit veränderlicher Drehzahl, Einrichtungen (15) zum Nachweis der j

Drehgeschwindigkeit des Motors mit veränderlicher Drehzahl, ' durch die ein Motordrehzahlwort (32) erzeugt wird, Einrichtungen

ι (42) zur Erzeugung eines Sollwertworts, das die gewünschte ' Motordrehzahl kennzeichnet, Einrichtungen (22) zum Vergleich des j Motordrehzahlwortü mit dem Sollwertwort und zur Berechnung eines Motor-Regelungsworts, und Einrichtungen (26), die auf das Motor-Regelungswort ansprechen und zum Betrieb des Motors mit veränderlicher Drehzahl dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtungen aufweisen: Einrichtungen (41) zum sequentiellen Vergleich des Motordrehzahlworts mit dem Sollwertwort, um eine Folge von Fehlerworten zu bilden, Einrichtungen (24) zum Speichern aufeinanderfolgender Fehlerworte, Einrichtungen (44) zum Vergleich sequentieller Fehlerworte miteinander, um ein Beschleunigungswort abzuleiten, Einrichtungen (43) zur Berechnung eines Korrekturworts aus dem Fehlerwort und dem Beschleunigungswort, und Einrichtungen (40) zur Veränderung des Motor-

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Regelungsworts um einen Betrag, der proportional dem Korrekturwort ist, sodaß die Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl sich der gewünschten Motor-Drehzahl annähert.

2. Digitales Motor-Regelungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (42) zur Erzeugung eines Sollwertv/ort3 umfassen: Einrichtungen (17) zum Nachweis einer Bezugsgeschwindigkeit und zur Erzeugung eines Bezugsgeschwindigkeitsworts, Einrichtungen (19) zum Nachweis und zur Erzeugung eines ein konstantes Geschwindigkeitsverhältnis angebenden Wortes, das das gewünschte Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Motordrehzahl und Bezugsgeschwindigkeit kennzeichnet, und Einrichtungen (42) zur Berechnung des Sollwertworts aus dem Bezugsgeschwindigkeitswort und dem das konstante Geschwindigkeitsverhältnis angebenden Wort.

3. Photokopiergerät mit veränderlichem Vergrößerungsverhältnis, mit einem Linsensystem (9)» einem Abtastsystem (12) mit veränderlicher Drehzahl und einer rotierenden Trommel (10) mit einer lichtempfindlichen Oberfläche zur Herstellung der Photokopie eines Originals, wobei die Drehzahl des beweglichen Abtastsystems und die Stellung des Linsensystems verändert werden können, um das Vergrößerungsverhältnis des Photokopiergeräts einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß das Photokopiergerät enthält: a) einen Motor (13) mit veränderlicher Drehzahl zum Antrieb des Abtastsystems, b) einen Motor (11) mit konstanter Drehzahl zum Antrieb der lichtempfindlichen Trommel mit einer Bezugsgeschwindigkeit, c) Einrichtungen (40) zur Festlegung eines Anfangswerts eines Motor-Regelungsworts, d) digitale Regelungseinrichtungen (26), die auf das Motor-Regelungswort ansprechen

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und die Geschwindigkeit des Motors mit veränderlicher Drehzahl einstellen, wobei die Einrichtungen (26) umfassen: i) Einrichtungen (15) zum Nachweis der Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl und zur Erzeugung eines Motordrehzahlwortes ,

ii) Einrichtungen (17) zum Nachweis der Drehzahl der rotierenden Trommel und zur Erzeugung eines Bezugsdrehzahlwortes, iii) Einrichtungen (19) zum Nachweis eines vorgewählten Vergrößerungsverhältnisses und zur Herstellung eines ein konstantes Geschwinäigkeitsverhältnis kennzeichnenden Wortes, das das vorgewählte Vergrößerungsverhältnis angibt, iv) Einrichtungen (42) zur Berechnung eines Sollwertworts aus dem Bezugsgeschwindigkeitswort und aus dem das konstante Geschwindigkeitsverhältnis kennzeichnenden Wort, wobei die gewünschte Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl gekennzeichnet wird,

v) Einrichtungen (41) zum Vergleich sequentieller Worte des Motordrehzahlworts mit dem Sollwertwort, um eine Folge von Fehlerwortwerten zu bilden,
vi) Einrichtungen (24) zum Speichern aufeinanderfolgender Werte'

des Fehlerworts, '.

vii) Einrichtungen (44) zum Vergleich sequentieller Werte des ι Fehlerworts miteinander, um ein Beschleunigungswort abzuleiten, viii) Einrichtungen (43) zur Berechnung eines Korrekturworte aus einem der Fehlerworte und dem Beschleunigungswort, und ix) Einrichtungen (40) zur Veränderung dee Motorregelungeworts um einen Betrag, der proportional dem Korrekturwort ist, eodaß die Drehzahl des Motors mit veränderlicher Drehzahl sich der gewünschten Drehzahl dieses Motors annähert·

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