JP2882846B2 - スキャナの速度制御装置 - Google Patents
スキャナの速度制御装置Info
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- JP2882846B2 JP2882846B2 JP10481790A JP10481790A JP2882846B2 JP 2882846 B2 JP2882846 B2 JP 2882846B2 JP 10481790 A JP10481790 A JP 10481790A JP 10481790 A JP10481790 A JP 10481790A JP 2882846 B2 JP2882846 B2 JP 2882846B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスキャナの速度を制御する装置に関し、特
に、画像スキャナの原稿走査系の異常を検出するスキャ
ナの速度制御装置に関する。
に、画像スキャナの原稿走査系の異常を検出するスキャ
ナの速度制御装置に関する。
例えば、複写機の画像読取用走査装置においては、キ
ャリッジの駆動速度および位置を正確に制御する必要で
ある。そこで、この種のモータ駆動系では、電動機に機
械的に結合され電動機の回転速度に比例する周波数の電
気パルスを発生する信号発生手段、例えばロータリエン
コーダ、を用いて、この電気パルスの周期を検出し周期
より速度を演算し、この速度が目標速度になるように電
動機を付勢制御するフィードバック制御いわゆるサーボ
制御と、前記電気パルスをカウントしてカウント値が走
査終端対応値になるとそこで電動機を停止し、そして反
転駆動して高速でホームポジションに戻すという位置制
御が行なわれる。
ャリッジの駆動速度および位置を正確に制御する必要で
ある。そこで、この種のモータ駆動系では、電動機に機
械的に結合され電動機の回転速度に比例する周波数の電
気パルスを発生する信号発生手段、例えばロータリエン
コーダ、を用いて、この電気パルスの周期を検出し周期
より速度を演算し、この速度が目標速度になるように電
動機を付勢制御するフィードバック制御いわゆるサーボ
制御と、前記電気パルスをカウントしてカウント値が走
査終端対応値になるとそこで電動機を停止し、そして反
転駆動して高速でホームポジションに戻すという位置制
御が行なわれる。
この種の制御装置では一般的に走査系の異常検出機能
を有しており、例えば、エンコーダパルスに応じた信号
を計数するタイマのカウント時間内に可動部材（スキャ
ナ）の位置検出手段が応答したかを判断し、応答しなか
った時は異常信号を出力する制御装置（特公昭63−3314
6号公報）が提案されている。
を有しており、例えば、エンコーダパルスに応じた信号
を計数するタイマのカウント時間内に可動部材（スキャ
ナ）の位置検出手段が応答したかを判断し、応答しなか
った時は異常信号を出力する制御装置（特公昭63−3314
6号公報）が提案されている。
通常、スキャナの正確な位置を検出するために、スキ
ャナがホーム位置に到達する毎にスキャナの位置アドレ
スのずれを補正している。
ャナがホーム位置に到達する毎にスキャナの位置アドレ
スのずれを補正している。
しかしホームポジションセンサが壊れた場合、スキャ
ナの検出位置と実際のスキャナ位置との間にずれが発生
し、正確な位置検出が行なえない。このためスキャナの
走査範囲が変化してスキャナが筐体にぶつかった場合で
も異常検出を行なわないことがあり、スキャナを破損す
る可能性がある。また電源オン時にスキャナがホームポ
ジションにない場合、スキャナの位置が全くわからない
ので故障時の異常解出が行なえない。
ナの検出位置と実際のスキャナ位置との間にずれが発生
し、正確な位置検出が行なえない。このためスキャナの
走査範囲が変化してスキャナが筐体にぶつかった場合で
も異常検出を行なわないことがあり、スキャナを破損す
る可能性がある。また電源オン時にスキャナがホームポ
ジションにない場合、スキャナの位置が全くわからない
ので故障時の異常解出が行なえない。
本発明は、ホームポジションセンサに異常が発生した
場合に、スキャナを保護することを目的とする。
場合に、スキャナを保護することを目的とする。
本発明は、往復動作が可能なスキャナ（MB1）；スキ
ャナがホーム位置にあるかを検出するホームポジション
検出手段（HPS）；スキャナを駆動する電動機（８）；
電動機の回転速度を検出する速度検出手段（9,10,1）；
速度検出信号と目標速度信号に対応して前者が後者に合
致する方向に電動機を付勢制御するフィードバック制御
手段（１）；および、これに往復時目標速度信号（R10
〜R12）および復動時目標速度信号（R1,R2）を与えてス
キャナを往，復駆動し、復駆動においてホームポジショ
ン検出手段がスキャナのホーム位置到達を検出すると復
駆動を停止する電動機駆動制御手段（１）；を備えるス
キャナの速度制御装置において、 前記電動機駆動制御手段（１）は、電源オン時にホー
ムポジション検出手段（HPS）がスキャナがホーム位置
にあることを検出していないと、複動時目標速度信号
（R1,R2）を低い値を示すものに変更（第１図の１−
ｂ）することを特徴とする。なお、カッコ内の記号は後
述する実施例の対応要素を示す。
ャナがホーム位置にあるかを検出するホームポジション
検出手段（HPS）；スキャナを駆動する電動機（８）；
電動機の回転速度を検出する速度検出手段（9,10,1）；
速度検出信号と目標速度信号に対応して前者が後者に合
致する方向に電動機を付勢制御するフィードバック制御
手段（１）；および、これに往復時目標速度信号（R10
〜R12）および復動時目標速度信号（R1,R2）を与えてス
キャナを往，復駆動し、復駆動においてホームポジショ
ン検出手段がスキャナのホーム位置到達を検出すると復
駆動を停止する電動機駆動制御手段（１）；を備えるス
キャナの速度制御装置において、 前記電動機駆動制御手段（１）は、電源オン時にホー
ムポジション検出手段（HPS）がスキャナがホーム位置
にあることを検出していないと、複動時目標速度信号
（R1,R2）を低い値を示すものに変更（第１図の１−
ｂ）することを特徴とする。なお、カッコ内の記号は後
述する実施例の対応要素を示す。
これによれば、フィードバック制御手段（１）が速度
検出信号（Ｙ（ｋ））と目標速度信号（Ｒ（ｋ））に対
応して前者（Ｙ（ｋ））が後者（Ｒ（ｋ））に合致する
方向に電動機（８）を付勢制御する。従って、スキャナ
は、実質上目標値（Ｒ（ｋ））に等しい速度で走査され
る。
検出信号（Ｙ（ｋ））と目標速度信号（Ｒ（ｋ））に対
応して前者（Ｙ（ｋ））が後者（Ｒ（ｋ））に合致する
方向に電動機（８）を付勢制御する。従って、スキャナ
は、実質上目標値（Ｒ（ｋ））に等しい速度で走査され
る。
電源オン時のホームポジション検出手段（HPS）がス
キャナがホーム位置にあることを検出していないと、電
動機駆動制御手段（１）が、復動時目標速度信号（R1,R
2）を低い値を示すものに変更（第１図の１−ｂ）する
ので、ホームポジション検出手段（HPS）の故障又はそ
の検出信号を読取る信号処理系の故障により、スキャナ
がホーム位置にあるか否か不明のときは、スキャナ（MB
1）の複動時の制御速度が遅くなり、停止位置を越えて
も停止せずに本体にぶつかった場合、その衝撃が低減す
る。
キャナがホーム位置にあることを検出していないと、電
動機駆動制御手段（１）が、復動時目標速度信号（R1,R
2）を低い値を示すものに変更（第１図の１−ｂ）する
ので、ホームポジション検出手段（HPS）の故障又はそ
の検出信号を読取る信号処理系の故障により、スキャナ
がホーム位置にあるか否か不明のときは、スキャナ（MB
1）の複動時の制御速度が遅くなり、停止位置を越えて
も停止せずに本体にぶつかった場合、その衝撃が低減す
る。
本発明の好ましい実施態様では、電動機駆動制御手段
（１）は、電動機（８）の制御電圧値（Ｕ（ｋ））が所
定値（Umax）を越えると電動機（８）への通電を断と
し、異常信号を出力する。従って、ホームポジション検
出手段（HPS）が故障して電動機（８）がスキャナを必
要以上に駆動した場合、直ちに電動機（８）を停止して
異常信号を出力するので、スキャナ（MB1）を保護す
る。
（１）は、電動機（８）の制御電圧値（Ｕ（ｋ））が所
定値（Umax）を越えると電動機（８）への通電を断と
し、異常信号を出力する。従って、ホームポジション検
出手段（HPS）が故障して電動機（８）がスキャナを必
要以上に駆動した場合、直ちに電動機（８）を停止して
異常信号を出力するので、スキャナ（MB1）を保護す
る。
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。
実施例の説明より明らかになろう。
第４図は本発明の制御系の構成概略を示すブロック図
である。
である。
第４図において、１はマイクロコンピュータ（CPU）
であり、マイクロプロセッサ（MPU）２、リードオンリ
ーメモリ（ROM）３、ランダムアクセスメモリ（RAM）
４、がそれぞれバスライン12を介して接続されている。
５は電動機８の状態を指令する指令発生回路であり、速
度指令信号等を発生する。この指令発生回路５の出力も
バスライン12に接続されている。10はインクリメンタル
エンコーダ９の出力を処理してデジタル数値に変換する
検出用インタフェイス回路であり、インクリメンタルエ
ンコーダ９の出力パルスを計数するカウンタを備えてい
る。６は駆動用インタフェイス回路であり、CPU1の演算
結果のデジタル値を、駆動回路７を構成するパワー半導
体、例えばトランジスタを動作させるパルス状信号（制
御信号）に変換する。駆動回路７は前記パルス状信号に
基づいて動作しかつ電動機８に印加する電圧を制御す
る。
であり、マイクロプロセッサ（MPU）２、リードオンリ
ーメモリ（ROM）３、ランダムアクセスメモリ（RAM）
４、がそれぞれバスライン12を介して接続されている。
５は電動機８の状態を指令する指令発生回路であり、速
度指令信号等を発生する。この指令発生回路５の出力も
バスライン12に接続されている。10はインクリメンタル
エンコーダ９の出力を処理してデジタル数値に変換する
検出用インタフェイス回路であり、インクリメンタルエ
ンコーダ９の出力パルスを計数するカウンタを備えてい
る。６は駆動用インタフェイス回路であり、CPU1の演算
結果のデジタル値を、駆動回路７を構成するパワー半導
体、例えばトランジスタを動作させるパルス状信号（制
御信号）に変換する。駆動回路７は前記パルス状信号に
基づいて動作しかつ電動機８に印加する電圧を制御す
る。
この結果、電動機８は所望の速度が回転する。電動機
８の回転速度はインクリメンタルエンコーダ９とインタ
フェイス回路10とによって検出され、CPU1に取込まれ
る。11は電動機８に取付けられた複写機の光学系であ
る。また、インタフェイス回路10の電動機８の回転方向
の判別、及び後述のホームポジションセンサHPSの判別
を行なう。
８の回転速度はインクリメンタルエンコーダ９とインタ
フェイス回路10とによって検出され、CPU1に取込まれ
る。11は電動機８に取付けられた複写機の光学系であ
る。また、インタフェイス回路10の電動機８の回転方向
の判別、及び後述のホームポジションセンサHPSの判別
を行なう。
以上の回路はデイクリートタイプのマイクロコンピュ
ータの説明であるが、指令発生回路５、駆動用インタフ
ェイス回路６、インタフェイス回路10が１チップ化され
たマイクロコンピュータを用いたものと同様の機能を果
たすことは勿論である。
ータの説明であるが、指令発生回路５、駆動用インタフ
ェイス回路６、インタフェイス回路10が１チップ化され
たマイクロコンピュータを用いたものと同様の機能を果
たすことは勿論である。
第６図に、第４図に示した光学系11の複写機の機能概
略を示す。光学系11の内、原稿を走査する光学系走査部
31は、光源31a及び２個のミラー31B,31cを一体化したミ
ラーベースMB1と、原稿からの反射光をミラー31bに反射
するミラー31d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MB1,MB2は２本のレール3
2,33で水平方向に摺動自在に支持されている。ミラーベ
ースMB1の一方の側部34はワイヤ35に固定され、ワイヤ3
5のＡまたはＢ方向の移動に応じてミラーベースMB1,MB2
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35は、プーリ36,37及び電動機
８の回転軸に巻回され、電動機の正転，逆転に従ってミ
ラーベースMB1,MB2が往復動するようになっている。
略を示す。光学系11の内、原稿を走査する光学系走査部
31は、光源31a及び２個のミラー31B,31cを一体化したミ
ラーベースMB1と、原稿からの反射光をミラー31bに反射
するミラー31d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MB1,MB2は２本のレール3
2,33で水平方向に摺動自在に支持されている。ミラーベ
ースMB1の一方の側部34はワイヤ35に固定され、ワイヤ3
5のＡまたはＢ方向の移動に応じてミラーベースMB1,MB2
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35は、プーリ36,37及び電動機
８の回転軸に巻回され、電動機の正転，逆転に従ってミ
ラーベースMB1,MB2が往復動するようになっている。
前記ミラーベースMB1のワイヤ固定用の側部34は垂直
片34aを有し、ミラーベースMB1の停止領域には垂直片34
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MB1の停止領域は前記垂直片34aの後端
部ＣがホームポジションセンツHPSの光路を切ったとき
から、数ミリ程度Ｂ方向に（リターン方向）に移動する
までの範囲である。垂直片34aの後端部Ｃがホームポジ
ションセンサHPSをの設定位置を過ぎて数ミリ程度移動
した位置がミラーベースMB1、即ち光学系の停止位置と
なる。
片34aを有し、ミラーベースMB1の停止領域には垂直片34
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MB1の停止領域は前記垂直片34aの後端
部ＣがホームポジションセンツHPSの光路を切ったとき
から、数ミリ程度Ｂ方向に（リターン方向）に移動する
までの範囲である。垂直片34aの後端部Ｃがホームポジ
ションセンサHPSをの設定位置を過ぎて数ミリ程度移動
した位置がミラーベースMB1、即ち光学系の停止位置と
なる。
第６図では片側ワイヤ駆動式の光学系の説明をした
が、両側ワイヤ駆動式でも勿論同様な速度正転が行なえ
る。
が、両側ワイヤ駆動式でも勿論同様な速度正転が行なえ
る。
次に、CPU1で演算される、目標値に対して出力の偏差
がない最適レギュレータ演算について説明する。
がない最適レギュレータ演算について説明する。
直流電動機のインダクタンス（Ｌ）が小さく、これが
無視できる場合の状態方程式は以下の式（１）になる。ω ＝−｛KT 2／（Ra・Ｊ）｝ω＋｛KT／（Ra・Ｊ）｝ｕ …（１） ω：電動機の速度 ω：ωの微分値 KT：電動機のトルク定数 Ra:電動機の電機子抵抗 J:電動機および電荷のイナーシャ u:電動機の入力電圧 出力方程式は、 Ｙ＝Ｃ・ω …（２） c:定数 また、その離散系の状態方程式は、 ω（ｋ＋１）＝ｐ・ω（ｋ）＋ｑ・ｕ（ｋ） …（３） 出力方程式は、 Ｙ（ｋ）＝Ｃ・ω（ｋ） …（４） である。（３）式のp,qはサンプリング時間によって決
まる定数である。
無視できる場合の状態方程式は以下の式（１）になる。ω ＝−｛KT 2／（Ra・Ｊ）｝ω＋｛KT／（Ra・Ｊ）｝ｕ …（１） ω：電動機の速度 ω：ωの微分値 KT：電動機のトルク定数 Ra:電動機の電機子抵抗 J:電動機および電荷のイナーシャ u:電動機の入力電圧 出力方程式は、 Ｙ＝Ｃ・ω …（２） c:定数 また、その離散系の状態方程式は、 ω（ｋ＋１）＝ｐ・ω（ｋ）＋ｑ・ｕ（ｋ） …（３） 出力方程式は、 Ｙ（ｋ）＝Ｃ・ω（ｋ） …（４） である。（３）式のp,qはサンプリング時間によって決
まる定数である。
第５図は、本発明の目標値に対して偏差のない最低レ
ギュレータ制御の制御ブロック図である。
ギュレータ制御の制御ブロック図である。
第５図において、Ｒ（ｋ）は電動機８を目標速度で正
転させるための速度指令であり、目標速度に相当する。
第４図の指令発生回路５によって与えられた値により決
定される。Ｙ（ｋ）は第４図の検出用インタフェイス回
路10により検出された電動機８のデジタル値に変換され
た速度である。すなわち実速度に相当する。速度の検出
については後述する。K0,K1はリカチ方程式を解いて決
定される最適ゲインベクトルである。
転させるための速度指令であり、目標速度に相当する。
第４図の指令発生回路５によって与えられた値により決
定される。Ｙ（ｋ）は第４図の検出用インタフェイス回
路10により検出された電動機８のデジタル値に変換され
た速度である。すなわち実速度に相当する。速度の検出
については後述する。K0,K1はリカチ方程式を解いて決
定される最適ゲインベクトルである。
次に最適ゲインベクトルを求める方法を述べる。
（３）式および（４）式より次の状態方程式を作る。
（３）式および（４）式より次の状態方程式を作る。
但し、Ｓ（ｋ）＝ω（ｋ）−ω（ｋ−１） …（６） ｄ（ｋ）＝ｕ（ｋ）−ｕ（ｋ−１） …（７） （５）式において とおく。
重み行列Wxは、 前記電動機８を制御する際の評価として、 の評価関数を用い、Ｊを極小にする制御入力ｄ（Ｋ）を
求める。Ｗは負でない重み計数である。
求める。Ｗは負でない重み計数である。
行列リカチ式は、 Ｈ（ｋ＋１）＝p1′・Ｈ（ｋ）・P1 −P1′・Ｈ（ｋ）Q1（Ｗ＋Q1′Ｈ（ｋ）Ｑ）-1Q1′Ｈ
（ｋ）P1＋Wx …（12） Ｈ（Ｏ）＝Wx,k＝0,1,2,… 式中のＨ（ｋ）は２×２の対称行列で、反復計数の進
行に連れて安定解へ収束する。その定常解をＨとする
と、最適ゲインベクトルＧ＝（K0,K1）は、 Ｇ＝（Ｗ＋Q1′・Ｈ・Q1）-1Q1′・Ｈ・P1 …（13） 上記（12）及び（13）式において、P1′はP1の転置行
列、Q1′はQ1の転置行列、（ ）-1は（ ）の逆行列で
ある。以上で最適ゲインベクトルK0,K1を求めることが
できる。
（ｋ）P1＋Wx …（12） Ｈ（Ｏ）＝Wx,k＝0,1,2,… 式中のＨ（ｋ）は２×２の対称行列で、反復計数の進
行に連れて安定解へ収束する。その定常解をＨとする
と、最適ゲインベクトルＧ＝（K0,K1）は、 Ｇ＝（Ｗ＋Q1′・Ｈ・Q1）-1Q1′・Ｈ・P1 …（13） 上記（12）及び（13）式において、P1′はP1の転置行
列、Q1′はQ1の転置行列、（ ）-1は（ ）の逆行列で
ある。以上で最適ゲインベクトルK0,K1を求めることが
できる。
次に速度を検出する方法について述べる。第４図のイ
ンクリメンタルエンコーダ９の出力を処理して、検出イ
ンタフェイス回路10の処理方法を述べる。検出用インタ
フェイス回路10はインクリメンタルエンコーダ９の出力
をマイクロプロセッサ２の割込みに接続してあり、また
基準クロック（CLK）をカイントするカウンタを備えて
いる 今、第７図のエッジ（109）が到達する直前の状態か
ら説明する。OBはインクリメンタルエンコーダ９の出力
パルス、CLKは検出用インタフェイス回路の基準クロッ
クである。カウンタはTn−１のパルス周期をCLK信号を
基準に与えられたカウント数、例えばOFFFFHからデクリ
メントカウントを実行している。エッジ109がマイクロ
プロセッサ２の割込みへ到達すると、第８図の割込みル
ーチンが実行開始される。すると、（P1）によりカウン
タのデクリメントカウント値は検出用インタフェイス回
路10内蔵のストレージレジスタにラッチされる。次にP2
により、ラッチされたデクリメントカウント値を、第４
図のRAM4へ格納する。そしてTnのパルス周期をカウント
する為のカウント数OFFFFHをカウンタへ与え、再度、初
期値（OFFFFH）からのデクリメントカウントを、カウン
タは開始し、割込みの処理を終了する。再度エッジ（11
0）が到達したら、前記の処理が繰り返される。
ンクリメンタルエンコーダ９の出力を処理して、検出イ
ンタフェイス回路10の処理方法を述べる。検出用インタ
フェイス回路10はインクリメンタルエンコーダ９の出力
をマイクロプロセッサ２の割込みに接続してあり、また
基準クロック（CLK）をカイントするカウンタを備えて
いる 今、第７図のエッジ（109）が到達する直前の状態か
ら説明する。OBはインクリメンタルエンコーダ９の出力
パルス、CLKは検出用インタフェイス回路の基準クロッ
クである。カウンタはTn−１のパルス周期をCLK信号を
基準に与えられたカウント数、例えばOFFFFHからデクリ
メントカウントを実行している。エッジ109がマイクロ
プロセッサ２の割込みへ到達すると、第８図の割込みル
ーチンが実行開始される。すると、（P1）によりカウン
タのデクリメントカウント値は検出用インタフェイス回
路10内蔵のストレージレジスタにラッチされる。次にP2
により、ラッチされたデクリメントカウント値を、第４
図のRAM4へ格納する。そしてTnのパルス周期をカウント
する為のカウント数OFFFFHをカウンタへ与え、再度、初
期値（OFFFFH）からのデクリメントカウントを、カウン
タは開始し、割込みの処理を終了する。再度エッジ（11
0）が到達したら、前記の処理が繰り返される。
また、速度ω（ｋ）の変換は（14）式に基づいて行な
われる。
われる。
ω（ｋ）＝｛k/（TcLk×NE）｝×1/n ＝Ｋ×（1/n） …（14） TcLk:CLK周期 NE：エンコーダ分割数 n:CLKカウント数 （＝OFFFFH−デクリメントカウント数） k:回転速度への単位換算定数 K:定数 以上が、割込みを使った速度検出である。
第９図は、ミラーベースMM1が停止位置からフィー
ド、リターンして再び停止位置に戻るまでのミラーベー
ススピード及び電動機８の回転速度を示している。
ド、リターンして再び停止位置に戻るまでのミラーベー
ススピード及び電動機８の回転速度を示している。
ミラーベースMB1はイニシャライズの時、停止位置Ｐ
点に位置している。この状態で電動機８が駆動されると
フィード方向に加速され、ホームポジションセンサHPS
位置Ｑ点までの停止領域Ｅを越えて画像領域に入ってい
く。加速の程度は設定倍率に比例して大きく設定され
る。画像領域の先端位置Ｒ点に達した段階でミラーベー
ススピードは安定し、その速度は画像領域の終端Ｓ点に
達するまで一定となるように制御される。
点に位置している。この状態で電動機８が駆動されると
フィード方向に加速され、ホームポジションセンサHPS
位置Ｑ点までの停止領域Ｅを越えて画像領域に入ってい
く。加速の程度は設定倍率に比例して大きく設定され
る。画像領域の先端位置Ｒ点に達した段階でミラーベー
ススピードは安定し、その速度は画像領域の終端Ｓ点に
達するまで一定となるように制御される。
画像領域でのミラーベーススピードの安定化は前述の
最適レギュレータ制御アルゴリズムにより行なわれる。
なお第９図においてR10〜R12は設定倍率に対応した電動
機回転速度を示し、画像領域でのミラーベーススピード
が設定倍率に対応して異っていることを表わしている。
ミラーベースMB1がフィード方向に移動して画像領域の
終端Ｓ端を越えたことをインクリメンタルエンコーダ９
の出力パルス数を計数するインタフェイス回路10によっ
て検出すると、CPU1によって逆転制御する。インタフェ
イス回路10によって回転方向が正転から逆転に変化する
Ｖ点を検出すると、リターン速度はフィード速度R10〜R
12よりも相当に速い速度であるR1となるように最適レギ
ュレータ御を行なう。最高速度R1でＶ点から一定の距離
Ｌ（制御開始位置Ａ）に来た時、目標速度R2になるよう
に最適レギュレータ制御を行ないミラーベーススピード
が目標値R2以下になった時、前記所定の目標速度R2の定
常時の状態量XOを新たな初期値として最適レギュレータ
制御を行なう。尚、状態量XOは第５図のブロック図のXO
であるが、定常時のXOはシミュレーション結果、第10図
から求めることができる。第10図において目標速度R22,
動機のトルクKT，画像領域の先端位置R,電動機及び負荷
のイナーシャＪを与えると最適レギュレータ制御のシミ
ュレーションができ、ミラーベースピードが安定化して
いる時、即ち定常時はXOの値は一定となる。その値を前
述する初期値として与えればよい。又、フィード時の目
標速度がR2の場合は、定常時のXOをRAM4にストアしてお
き、呼出してもよい。
最適レギュレータ制御アルゴリズムにより行なわれる。
なお第９図においてR10〜R12は設定倍率に対応した電動
機回転速度を示し、画像領域でのミラーベーススピード
が設定倍率に対応して異っていることを表わしている。
ミラーベースMB1がフィード方向に移動して画像領域の
終端Ｓ端を越えたことをインクリメンタルエンコーダ９
の出力パルス数を計数するインタフェイス回路10によっ
て検出すると、CPU1によって逆転制御する。インタフェ
イス回路10によって回転方向が正転から逆転に変化する
Ｖ点を検出すると、リターン速度はフィード速度R10〜R
12よりも相当に速い速度であるR1となるように最適レギ
ュレータ御を行なう。最高速度R1でＶ点から一定の距離
Ｌ（制御開始位置Ａ）に来た時、目標速度R2になるよう
に最適レギュレータ制御を行ないミラーベーススピード
が目標値R2以下になった時、前記所定の目標速度R2の定
常時の状態量XOを新たな初期値として最適レギュレータ
制御を行なう。尚、状態量XOは第５図のブロック図のXO
であるが、定常時のXOはシミュレーション結果、第10図
から求めることができる。第10図において目標速度R22,
動機のトルクKT，画像領域の先端位置R,電動機及び負荷
のイナーシャＪを与えると最適レギュレータ制御のシミ
ュレーションができ、ミラーベースピードが安定化して
いる時、即ち定常時はXOの値は一定となる。その値を前
述する初期値として与えればよい。又、フィード時の目
標速度がR2の場合は、定常時のXOをRAM4にストアしてお
き、呼出してもよい。
速度R2はミラーベースMB1をセンサHPS位置で電動機制
御状態に移行したとき、停止位置Ｐ点に正確に停止でき
る速度である。この速度R2の大きさは停止領域Ｅ、最高
速度R1、その他慣性に影響を与する各種の要因を考慮し
て適当な大きさに設定される。
御状態に移行したとき、停止位置Ｐ点に正確に停止でき
る速度である。この速度R2の大きさは停止領域Ｅ、最高
速度R1、その他慣性に影響を与する各種の要因を考慮し
て適当な大きさに設定される。
速度R2でセンサHPS位置Ｑ点に達すると、直ちに電動
機８を逆転制御する。所定の時間TR逆転制御した後、電
動機８をオフし停止位置Ｐ点で停止させる。逆転制動か
ら電動機オフに切換えるＸ点までの時間TRは、逆転制動
から電動機オフに切換えた場合、停止位置Ｐ点で正確に
停止する程度の大きさである。所定の時間TRは、電動機
８がフィード方向に回転しない程度の時間である。この
ときのミラーベースMB1のスピードをMLとする。このよ
うにＱ点で逆転制動を行ないＸ点で逆転制動から電動機
オフに切換えることにより、ごく僅かな慣性によってＰ
点で完全に停止する。
機８を逆転制御する。所定の時間TR逆転制御した後、電
動機８をオフし停止位置Ｐ点で停止させる。逆転制動か
ら電動機オフに切換えるＸ点までの時間TRは、逆転制動
から電動機オフに切換えた場合、停止位置Ｐ点で正確に
停止する程度の大きさである。所定の時間TRは、電動機
８がフィード方向に回転しない程度の時間である。この
ときのミラーベースMB1のスピードをMLとする。このよ
うにＱ点で逆転制動を行ないＸ点で逆転制動から電動機
オフに切換えることにより、ごく僅かな慣性によってＰ
点で完全に停止する。
第10図の前述のシミュレーション結果より、OXの値は
定常時一定であることがわかる。
定常時一定であることがわかる。
第11図を基に、速度制御方法を説明する。図中の記号
P,Q,S,U,A,X,HPは第５図の記号にそれぞれ対応する。
P,Q,S,U,A,X,HPは第５図の記号にそれぞれ対応する。
時間がＯからＳ点まではフィード制御を最適レギュレ
ータにて行なう。Ｓ点からＡ点まではリターン速度制御
を最適レギュレータにて行なう。Ａ点からＱ点までは速
度R2にて最適レギュレータ制御を行なうが、急速で減速
するため、Ｍ点までは制御入力Ｕ（ｋ）を＋側にしてい
る。Ｍ点は回転速度がR2以下になった時であり、状態量
XOを新たな初期値として最適レギュレータ制御を行なっ
ているのでハンチングが起こらず、速やかに目標値R2に
収束していることがわかる。Ｑ点までR2の速度で最適レ
ギュレータ制御を行ない、Ｑ点からTR時間逆転制御を行
ない、次に電動機をオフして停止させる。
ータにて行なう。Ｓ点からＡ点まではリターン速度制御
を最適レギュレータにて行なう。Ａ点からＱ点までは速
度R2にて最適レギュレータ制御を行なうが、急速で減速
するため、Ｍ点までは制御入力Ｕ（ｋ）を＋側にしてい
る。Ｍ点は回転速度がR2以下になった時であり、状態量
XOを新たな初期値として最適レギュレータ制御を行なっ
ているのでハンチングが起こらず、速やかに目標値R2に
収束していることがわかる。Ｑ点までR2の速度で最適レ
ギュレータ制御を行ない、Ｑ点からTR時間逆転制御を行
ない、次に電動機をオフして停止させる。
第１図に、光学系の速度制御のフローチャートを示
す。また第２図は、プリスキャン時のスキャナの制御特
性を示し、第３図はプリスキャン後のスキャナの制御特
性を示す。
す。また第２図は、プリスキャン時のスキャナの制御特
性を示し、第３図はプリスキャン後のスキャナの制御特
性を示す。
まず、電源がオンされるとスキャナがホーム位置にあ
るかをチェックし（１−ａ）、そうであると何も実行せ
ずに１−１へ進み、そうでない場合はリターン時の目標
速度R1,R2を現在設定されている値より低い値に変更し
て１−１に進む（１−ｂ）。
るかをチェックし（１−ａ）、そうであると何も実行せ
ずに１−１へ進み、そうでない場合はリターン時の目標
速度R1,R2を現在設定されている値より低い値に変更し
て１−１に進む（１−ｂ）。
次に、第１図および第２図を参照してプリスキャン時
の制御について説明する。プリスキャンモードの場合
（１−１でYES）、フィード時の定常速度RFに立ち上げ
る最適レギュレータ制御がなされ（１−２）、フィード
時の定常速度RFに光学系（ミラーベースMB1）の速度が
なった位置PFO点でのCPU1で演算されたXOF＝XO（ｋ），
UF＝Ｕ（ｋ）をRAM4に記憶させる（１−３でYES、１−
４）。その後RF維持のための最適レギュレータ制御を行
ない（１−５）光学系がリターン位置に来た場合（１−
６でYES）、リターン時の定常速度RRに到達させるため
の最適レギュレータ制御を行なう（１−７）。リターン
時の定常速度RRに光学系の速度がなった位置PRO点でのC
PU1で演算されたXOR＝XO（ｋ），UR＝Ｕ（ｋ）をRAM4に
記憶させる（１−８でYES、１−９）。PFO点、PRO点は
それぞれ１箇所でなくてもよい。XO（ｋ）,U（ｋ）は第
５図のブロック図で、Ｒ（ｋ）＝RF,R（ｋ）＝RRとして
与えることにより、CPU1で計算される。
の制御について説明する。プリスキャンモードの場合
（１−１でYES）、フィード時の定常速度RFに立ち上げ
る最適レギュレータ制御がなされ（１−２）、フィード
時の定常速度RFに光学系（ミラーベースMB1）の速度が
なった位置PFO点でのCPU1で演算されたXOF＝XO（ｋ），
UF＝Ｕ（ｋ）をRAM4に記憶させる（１−３でYES、１−
４）。その後RF維持のための最適レギュレータ制御を行
ない（１−５）光学系がリターン位置に来た場合（１−
６でYES）、リターン時の定常速度RRに到達させるため
の最適レギュレータ制御を行なう（１−７）。リターン
時の定常速度RRに光学系の速度がなった位置PRO点でのC
PU1で演算されたXOR＝XO（ｋ），UR＝Ｕ（ｋ）をRAM4に
記憶させる（１−８でYES、１−９）。PFO点、PRO点は
それぞれ１箇所でなくてもよい。XO（ｋ）,U（ｋ）は第
５図のブロック図で、Ｒ（ｋ）＝RF,R（ｋ）＝RRとして
与えることにより、CPU1で計算される。
その後RRを維持する最適レギュレータ制御がなされ
（１−10）、Ｑ点に到達するまでＵ（ｋ）と所定の値Um
axを比較する（１−10−１）。Ｕ（ｋ）がUmaxを越えた
場合、電動機８をオフして（１−10−２）、異常出力を
行なう（１−10−３）。ここでUmaxは最適制御シミュレ
ーションの値を参考にして設定する。
（１−10）、Ｑ点に到達するまでＵ（ｋ）と所定の値Um
axを比較する（１−10−１）。Ｕ（ｋ）がUmaxを越えた
場合、電動機８をオフして（１−10−２）、異常出力を
行なう（１−10−３）。ここでUmaxは最適制御シミュレ
ーションの値を参考にして設定する。
ミラーベースMB1がＱ点に来た時（１−11でYES）、停
止制御が行なわれ（１−12）、目標速度に応じた状態量
XOの計算が行なわれる（１−13）。
止制御が行なわれ（１−12）、目標速度に応じた状態量
XOの計算が行なわれる（１−13）。
次に第１図、第３図に基づいてプリスキャン終了後の
制御動作について説明する。プリスキャンモードが終了
し（１−１でNO）、原稿スキャンが始まった時（１−14
でYES）、光学系が所定の速度に達するための最適レギ
ュレータ制御を行ない（１−15）。FRO点に達した時、
即ち原稿スキャン時、光学系が所定の速度を越えた時
（１−16でYES）、目標速度R10,R11,およびR12のそれぞ
れの状態量XOを新たな初期値として最適レギュレータ制
御を行なう（１−17,1−18）。
制御動作について説明する。プリスキャンモードが終了
し（１−１でNO）、原稿スキャンが始まった時（１−14
でYES）、光学系が所定の速度に達するための最適レギ
ュレータ制御を行ない（１−15）。FRO点に達した時、
即ち原稿スキャン時、光学系が所定の速度を越えた時
（１−16でYES）、目標速度R10,R11,およびR12のそれぞ
れの状態量XOを新たな初期値として最適レギュレータ制
御を行なう（１−17,1−18）。
一方リターン時（１−19でYES）は、リターン時の速
度R1に到達するための最適レギュレータ制御を行ない
（１−20）、Ａ点に達したとき（１−21でYES）、さら
に速度R2（R2＜R1）に到達するためのリターン時の減速
制御を行なう（１−22）。そしてPRO点に達した後は
（１−23でYES）目標速度R2の状態量XOを新たな初期値
として最適レギュレータ制御を行なう（１−24,1−2
5）。
度R1に到達するための最適レギュレータ制御を行ない
（１−20）、Ａ点に達したとき（１−21でYES）、さら
に速度R2（R2＜R1）に到達するためのリターン時の減速
制御を行なう（１−22）。そしてPRO点に達した後は
（１−23でYES）目標速度R2の状態量XOを新たな初期値
として最適レギュレータ制御を行なう（１−24,1−2
5）。
ミラーベースMB1がＱ点に来るまで、制御電圧Ｕ
（ｋ）と所定の値Umaxとを比較する（１−25−１）。Ｕ
（ｋ）がUmaxを越えた場合、電動機をオフし（１−25−
２）、異常出力する（１−25−３）。ここでUmaxは、最
適レギュレータのシミュレーションの値を参考にしても
よいが、プリスキャナのXOF,UF,XOR,URよりR2のＵ
（ｋ）を計算して、参考にしてもよい。またR2＝RRの場
合は、URを参考にしてUmaxを決定すればよい。
（ｋ）と所定の値Umaxとを比較する（１−25−１）。Ｕ
（ｋ）がUmaxを越えた場合、電動機をオフし（１−25−
２）、異常出力する（１−25−３）。ここでUmaxは、最
適レギュレータのシミュレーションの値を参考にしても
よいが、プリスキャナのXOF,UF,XOR,URよりR2のＵ
（ｋ）を計算して、参考にしてもよい。またR2＝RRの場
合は、URを参考にしてUmaxを決定すればよい。
Ｕ（ｋ）がUmax以下の場合は、ミラーベースMB1がＱ
点に来た時（１−26でYES）、停止制御を行なう（１−2
7）。
点に来た時（１−26でYES）、停止制御を行なう（１−2
7）。
以上が、制御系の動作を示すフローチャートの概略で
ある。すなわち本実施例によれば、電動機８を駆動する
電圧Ｕ（ｋ）の値が所定値Umaxを越えた場合、電動機８
を直ちに停止し、異常と判断する。
ある。すなわち本実施例によれば、電動機８を駆動する
電圧Ｕ（ｋ）の値が所定値Umaxを越えた場合、電動機８
を直ちに停止し、異常と判断する。
なお、制御電圧Ｕ（ｋ）がUmaxより大きくなった場
合、スキャナが筐体に当っていることが考られるが、ス
キャナと筐体との間にバネ付等の緩衝材を入れることよ
りスキャナの受ける緩衝を低減するようにしてもよい。
合、スキャナが筐体に当っていることが考られるが、ス
キャナと筐体との間にバネ付等の緩衝材を入れることよ
りスキャナの受ける緩衝を低減するようにしてもよい。
以上本発明によれば、電動機駆動制御手段（１）が、
電源オン時にスキャナ（MB1）がホーム位置にないとス
キャナ（MB1）の復動時の目標速度（R1,R2）を低く更新
する。
電源オン時にスキャナ（MB1）がホーム位置にないとス
キャナ（MB1）の復動時の目標速度（R1,R2）を低く更新
する。
従って、電源オン時にスキャナ（MB1）を検出できな
い場合はスキャナ（MB1）の復動時の制御速度が遅くな
り、スキャナが停止位置を越えても停止せずに本体にぶ
つかった場合、その衝撃が低減される。
い場合はスキャナ（MB1）の復動時の制御速度が遅くな
り、スキャナが停止位置を越えても停止せずに本体にぶ
つかった場合、その衝撃が低減される。
本発明の好ましい実施態様で電動機駆動制御手段
（１）は、電動機（８）の制御電圧値（Ｕ（ｋ））が所
定値（Umax）を越えると電動機（８）への通電を断と
し、異常信号を出力する。従って、ホームポジションセ
ンサ等が故障して電動機（８）が必要以上にスキャナを
駆動した場合、直ちに電動機（８）を停止して異常とす
るので、スキャナ（MB1）を保護する。
（１）は、電動機（８）の制御電圧値（Ｕ（ｋ））が所
定値（Umax）を越えると電動機（８）への通電を断と
し、異常信号を出力する。従って、ホームポジションセ
ンサ等が故障して電動機（８）が必要以上にスキャナを
駆動した場合、直ちに電動機（８）を停止して異常とす
るので、スキャナ（MB1）を保護する。
第１図は、CPU1の制御フローチャートである。 第２図は、プリスキャン時のスキャナの動作特性を示す
グラフである。 第３図は、プリスキャン後のスキャナの動作特性を示す
グラフである。 第４図は、本発明の制御系の構成概略を示すブロック図
である。 第５図は、本発明の目標値に対して出力の偏差がない最
適レギュレータの制御ブロック図である。 第６図は、光学系11の構成概略を示す斜視図である。 第７図は、パルス出力OBとクロックCKLのタイムチャー
トである。 第８図は、割込みの制御内容を示すフローチャートであ
る。 第９図は、光学系のスキャナの動作特性を示すグラフで
ある。 第10図は、速度制御シミュレーションを示すグラフであ
る。 第11図は、電動機８の回転方向を制御電圧Ｕ（ｋ）の特
性を示すグラフである。 1:CPU （変換手段，フィードバック制御手段，制御値設定手
段，制御手段） 2:マイクロプロセッサ、3:リードオンリーメモリ 4:ランダムアクセスメモリ（記憶手段） 5:指令発生回路 6:インタフェイス回路、7:モータドライバ 8:電動機（電動機） 9:エンコーダ（信号発生手段） 10:検出用インターフェイス回路（周期データ発生手
段） 11:光学系、12:バスライン MB1:ミラーベース（スキャナ）
グラフである。 第３図は、プリスキャン後のスキャナの動作特性を示す
グラフである。 第４図は、本発明の制御系の構成概略を示すブロック図
である。 第５図は、本発明の目標値に対して出力の偏差がない最
適レギュレータの制御ブロック図である。 第６図は、光学系11の構成概略を示す斜視図である。 第７図は、パルス出力OBとクロックCKLのタイムチャー
トである。 第８図は、割込みの制御内容を示すフローチャートであ
る。 第９図は、光学系のスキャナの動作特性を示すグラフで
ある。 第10図は、速度制御シミュレーションを示すグラフであ
る。 第11図は、電動機８の回転方向を制御電圧Ｕ（ｋ）の特
性を示すグラフである。 1:CPU （変換手段，フィードバック制御手段，制御値設定手
段，制御手段） 2:マイクロプロセッサ、3:リードオンリーメモリ 4:ランダムアクセスメモリ（記憶手段） 5:指令発生回路 6:インタフェイス回路、7:モータドライバ 8:電動機（電動機） 9:エンコーダ（信号発生手段） 10:検出用インターフェイス回路（周期データ発生手
段） 11:光学系、12:バスライン MB1:ミラーベース（スキャナ）
Claims (2)
- 【請求項１】往復動作が可能なスキャナ；スキャナがホ
ーム位置にあるかを検出するホームポジション検出手
段；スキャナを駆動する電動機；電動機の回転検出を検
出する速度検出手段；速度検出信号と目標速度信号に対
応して前者が後者に合致する方向に電動機を付勢制御す
るフィードバック制御手段；および、これに往動時目標
速度信号および復動時目標速度信号を与えてスキャナを
往，復駆動し、復駆動においてホームポジション検出手
段がスキャナのホーム位置到達を検出すると復駆動を停
止する電動機駆動制御手段；を備えるスキャナの速度制
御装置において、 前記電動機駆動制御手段は、電源オン時にホームポジシ
ョン検出手段がスキャナがホーム位置にあることを検出
していないと、復動時目標速度信号を低い値を示すもの
に変更することを特徴とする、スキャナの速度制御装
置。 - 【請求項２】前記電動機駆動制御手段は、電動機の制御
電圧値が所定値を越えると電動機への通電を断とし、異
常信号を出力する、請求項１記載のスキャナの速度制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10481790A JP2882846B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | スキャナの速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10481790A JP2882846B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | スキャナの速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH043136A JPH043136A (ja) | 1992-01-08 |
| JP2882846B2 true JP2882846B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=14390959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10481790A Expired - Fee Related JP2882846B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | スキャナの速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2882846B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002295548A (ja) | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Nichias Corp | 制振シム構造体 |
| CA2798303C (en) | 2012-12-07 | 2019-01-08 | Nghi Pham | Composite disc brake backing plate |
| US9950495B2 (en) | 2014-07-24 | 2018-04-24 | Nugripmetal S.A.R.L. | System and method for additive manufacturing of a three-dimensional object |
| US9689450B2 (en) | 2014-09-26 | 2017-06-27 | R.A. Investment Management S.A.R.L. | Composite disc brake backing plate |
| US10315382B2 (en) | 2016-12-22 | 2019-06-11 | Gripmetal Limited | Process for manufacturing textured laminate sheet |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP10481790A patent/JP2882846B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH043136A (ja) | 1992-01-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |