JPH06100773B2 - レンズ位置制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 この発明は変倍複写機でのレンズ位置制御方法に関す
る。

〈発明の概要〉 この発明は、レンズのホームポジション検出をヒステリ
シス特性のある検出装置で行う方法において、予めその
ヒステリシス量を記憶しておきレンズ移動方向が特定の
方向であるときにそのヒステリシス量に応じた位置校正
を行うようにしたものである。

〈従来技術とその欠点〉 変倍複写機、特にズームレンズを搭載した無段階変倍複
写機では、レンズを移動させる駆動源として一般にステ
ッピングモータを使用している。また、レンズの移動範
囲中にはホームポジションが設定され、レンズの移動は
ホームポジションを基準として行われるようにしてい
る。しかしホームポジション検出には、フォトトランジ
スタ等の或る検出幅を有するセンサを使用しているため
に、この検出幅の領域をレンズ移動に応じて作動する検
出プレートが横切るとき、センサ出力はなだらかに連続
的に変化しホームポジションの特定が困難になる。そこ
で一般にはシュミットトリガ回路を用いて、センサの出
力電圧が“0"〜“1"に立ち上がる位置、又は“1"〜“0"
に立ち下がる位置をホームポジションとして特定するよ
うにしている。第１図にシュミットトリガ回路を使用し
てホームポジションを特定する方法を示す。

同図（Ａ）において12はレンズ位置検出プレートであ
り、複写機内部のレンズに固定されている。LHPSはホー
ムポジション（HP）検出センサである。20はフォトトラ
ンジスタである。LHPSはは断面コ字型の形状をしてお
り、紙面に垂直な方向にフォトトランジスタ20に対向し
てLED（図示せず）が配置されている。レンズ位置検出
プレート12はこのコ字型のLHPSの溝部に沿って矢印Ａま
たはＢ方向に移動することができる。図に示す位置から
検出プレート12がＢ方向に移動して、そのプレート先端
がフォトトランジスタ20の側端縁に達したときからフォ
トトランジスタ出力、即ちLHPS出力は同図（Ｂ）に示す
ように変化し始める。検出プレート12の先端がフォトト
ランジスタ20を完全に横切った時LHPS出力が最大とな
る。また検出プレート12がフォトトランジスタ20を完全
に横切っている位置から矢印Ａ方向に移動したときに
は、LHPS出力は検出プレート12がＢ方向に移動した時の
変化と反対の変化をとる。LHPS出力を受ける図外のシュ
ミットトリガ回路は、同図（Ｂ）に示す出力電圧の変化
を同図（Ｃ）に示す電圧変化に変換する。検出プレート
12が矢印Ｂ方向に移動する時には出力電圧はａ→ｂ→ｃ
→ｄの軌跡をたどる。検出プレート１がフォトトランジ
スタ20を完全に覆っている状態から矢印Ａ方向に移動す
る時にはｄ→ｅ→ｆ→ａの軌跡をたどる。ホームポジシ
ョンはこの場合ｂまたはｆ点に設定されることになる。

上記のようにホームポジションの特定をヒステリシス特
性のあるシュミットトリガ回路を使用して行えば、LHPS
の検出幅による誤差を無くすことができる。しかし同図
（Ｃ）に示すように、ホームポジションを例えばｂ点に
設定したときレンズ検出プレート12を矢印Ａ方向に移動
させると、ｄ→ｅ→ｆ→ａの軌跡をたどるのでｂ点を検
出することができない。このため従来のレンズ位置制御
方法では、レンズ移動を行う際にホームポジションでカ
ウンタの計数値の校正を行おうとすれば、レンズ移動行
程中において必ず検出プレート12をＢ方向に移動させて
ホームポジションHPを通過させる行程が必要であった。
従ってレンズ位置検出プレート12をホームポジションHP
の右側から左側に単に移動させる場合はホームポジショ
ンHPでのカウタン類の計数値校正が不可能である欠点が
あった。

〈発明の目的〉 この発明の目的は、ヒステリシス特性のある検出装置で
ホームポジション検出を行う場合において、そのヒステ
リシス量を予め記憶しておくことにより、レンズの移動
方向が左右どちらであってもホームポジションHPにてカ
ウンタ類の計数値校正が行え、常に目的位置にレンズを
正確に移動させることができるレンズ位置制御方法を提
供することにある。

〈発明の構成および効果〉 この発明は次のように構成される。

電源オン後にレンズをホームポジション前後にて往復復
動させる。このときレンズ移動制御にはカウンタを使用
する。カウンタとしては例えばホームポジションに対す
る現在位置カウンタと、現在位置に対する目的位置まで
の移動量を示す移動量カウンタとを使用する。この場合
ホームポジションとは第１図（Ｃ）に示すように検出装
置の出力が立ち上がる位置または立ち下がる位置であ
る。ここでは出力電圧が立ち上がる位置すなわちｂ点を
ホームポジションとする。

レンズをホームポジション前後に往復移動させると、上
記のカウンタを使用することによって検出装置のヒステ
リシス量（第１図（Ｃ）においてｆ点〜ｂ点までの距
離）を求めることができる。例えばカウンタとして上記
の位置カウンタと移動量カウンタを使用した場合、レン
ズを右方向に移動させてｂ点で位置カウンタを０にセッ
トし、移動量カウンタを使用して更に右方向へ少しだけ
移動させ（フォトトランジスタ出力が安定するまで）、
次いでレンズを左方向に移動させてｆ点に到達したとき
の位置カウンタの内容を読み取る。この時の位置カウン
タの計数値がヒステリシス量Ｍ（第１図（Ｃ）参照）で
ある。

以後レンズを目的位置まで移動させるときは、レンズを
右方向に移動させるときｂ点で校正を行い、レンズを左
方向に移動させるときにはｆ点でヒステリシス量Ｍを減
算の上校正を行う。これによってレンズが左右どちらの
方向に移動する場合であってもホームポジションHPを通
過するときにカウンタの計数値の校正を行うことができ
る。

上記のようにこの発明によれば、ホームポジション検出
装置のヒステリシス量を予め求めてメモリに記憶してお
くことにより、ヒステリシス量が問題となる方向にレン
ズが移動する場合にはそのヒステリシス量を用いてレン
ズ位置の校正を行うことができるため、レンズが左右ど
ちらの方向に移動する場合であってもホームポジション
でカウンタ計数値の校正を行うことができ、常に正しい
位置にレンズを停止させることができる。

〈実施例〉 第２図はこの発明に係るレンズ位置制御方法が実施され
るズーム複写機レンズ駆動部の概略平面図である。図示
しない光源によって照射された原稿からの反射光は光軸
Ｐに沿ってレンズユニット１に入射し、光通過用切欠き
部が形成されている光学台板２を介して固定ミラー３で
反射され図示しない感光体ドラムに導かれる。レンズユ
ニット１は光軸Ｐに垂直に位置するアーム４に固定さ
れ、アーム４の一端は光軸Ｐに水平に配置されている軸
５に摺動自在に支持されている。また前記アーム４の一
端はワイヤ６の一部に固定され、ワイヤ６はプーリー７
〜９に張架されている。さらにプーリー９はステッピン
グモータであるレンズモータ10の減速機構11に連結され
ている。アーム４の他端には光軸Ｐに平行で固定ミラー
３方向に伸長しているレンズ位置検出プレート12の一端
が固定されている。このレンズ位置検出プレート12の伸
長方向には、ホームポジションセンサLHPSが配置されて
いる。このホームポジションセンサLHPSは、中央部にレ
ンズ位置検出プレート12が通過する凹部を備えた受光素
子（フォトトランジスタ）と発光素子（LED）とからな
る光学センサで構成されている。この凹部にレンズ位置
検出プレート12が位置しているとオン状態になる。セン
サLHPSの出力はシュミットトリガ回路（図示せず）に入
力され、ここで第１図（Ｃ）に示すような出力電圧に変
換される。第１図（Ｃ）のｂ点の位置がレンズのホーム
ポジションである。なお、光軸Ｐに平行な複写機本体の
両側に軸13,14が設定され、ミラーベース15の両端部は
この軸13,14が摺動自在に支持されている。ミラーベー
ス15は原稿走査時に原稿からの反射光を受光するミラー
を固定し、図示しない光源を固定した他のミラーベース
とともに原稿走査時に軸13,14に沿って往復動する。

第３図は制御部の概略ブロック図である、本実施例での
複写機は制御部がマスターCPU（MCPU）50とスレイブCPU
（SCPU）51とで構成されている。MCPU50はSCPU51に対し
てレンズイニシャルコマンドやレンズ移動コマンドを送
り、SCPU51はMCPU50に対してステイタス等を送る。MCPU
50は入力キー，各種センサ等から信号を受け、ROM52に
予め規定されているプログラムに従ってSCPU51に対して
コマンド送出,SCPU51からのステイタス受信，各種ソレ
ノイド，メインモータ等の制御を行う。SCPU51はMCPU50
から送出されたコマンドを受けてROM53に予め規定され
ているプログラムに従って、ホームポジションセンサLH
PSからの信号をシュミットトリガ回路を介して受け、レ
ンズモータ10に対して駆動パルスを送る。また所定の動
作を行った後、MCPU50に対してステイタス等を送信す
る。さらにSCPU51はレンズのホームポジション（ｂ点）
に対する現在位置を示す位置カウンタと、現在位置に対
する目的位置までの移動量を示す移動量カウタンとを内
部のRAMに割り当てている。

次に上記制御部のSCPUの動作を第４図を参照して説明す
る。第４図はSCPUのレンズ位置制御動作を示すフローチ
ャートである。

電源がオンするとステップn1（ステップniを単にniとい
う）にてシュミットトリガST出力がオン状態にあるかオ
フ状態にあるかを判定する。シュミットトリガSTがオン
状態にある時は第１図（Ｃ）においてレンズ位置検出プ
レート１がｂ点より右側に位置している時である。この
状態にある時n1→n2と進み、パルスモータMTを左回転さ
せる。シュミットトリガST出力がオフした時即ちｆ点に
到達したときn3に進む。ここではカウンタC2に予め定め
た負の値−N1を設定する。負の値−N1はレンズ位置検出
プレート12をｆ点からさらに左側に移動させてセンサLH
PS出力を完全な“L"にするために充分な大きさの値であ
る。カウンタC2は現在位置から目的位置までの移動量カ
ウンタを構成している。n4でモータMTの左回転を継続
し、駆動パルスＰの立ち下がり時点でカウンタC2に１を
加算し、n5でカウンタC2が０になるのを判断するまで左
回転を継続する。

n1でシュミットトリガ出力がすでにオフ状態にあるとき
または上記のn2〜n5の動作によってシュミットトリガ出
力がオフになったときn6に進んでモータMTの右回転を開
始する。シュミットトリガSTの出力がオン状態になるま
で右回転を継続する。即ちｂ点に達するまでモータMTの
右回転を継続する。ｂ点に達するとn7においてカウンタ
C1を“0"に設定し、又カウンタC2に正の値N1を設定す
る。カウンタC1はｂ点に対する現在位置を表す。本実施
例ではｂ点がホームポジションである。カウンタC2に設
定する正の値N1は、上記n3と同様にLHPS出力が完全な
“H"になるまでレンズ位置検出プレート１を移動させる
に充分な大きさの値である。続いてn8で右回転を継続し
駆動パルスＰの立ち下がり毎にカウンタC1に１を加算
し、カウンタC2から１を減じる。n9でカウンタC2の値が
０になったことを検出したとき、即ち右側に充分移動し
てレンズ位置検出プレート12がフォトトランジスタ20を
完全に覆ったときn10に進む。

n10ではモータを左回転させシュミットトリガST出力が
オフするまで即ちｆ点に達するまで１ステップずつ移動
させる。ｆ点に達するとn11においてその時のカウンタC
1の計数値をSCPU51内のRAMの所定の領域に記憶する。n1
1でのカウンタC1の計数値はヒステリシス量となる。即
ちレンズ検出プレート12を以上のようにしてホームポジ
ション前後に往復動させることにより、ｂ点をホームポ
ジションとした場合のシュミットトリガSTのヒステリシ
ス量がメモリに記憶されることになる。次にn12でモー
タMTを再び右回転させn13でシュミットトリガST出力が
オンした時点で、即ちｂ点に達した時点でn14に進みモ
ータMTを停止する。ｂ点では上記n7の処理によって位置
カウンタC1が“0"でなければならないから、n15でこれ
をチェックし、“0"になっていることを確認できればn1
6の待機ルーチンに移る。もし位置カウンタC1の計数値
が“0"でなければn8〜n13の位置校正にずれが生じたこ
とになるから再びn2からの校正をおこなう。

n16ではMCPU50から倍率信号SMが送られてくるのを待っ
ており、信号SMが送られてくるとその倍率に対応したレ
ンズ位置N2をROM53に予め記憶されているリストから読
みだす。n17では移動量カウンタC2に目的のレンズ位置N
2から位置カウンタC1の内容を減じたものを設定する。
最初は位置カウンタC1が“0"であるから移動量カウンタ
C2の内容は目的レンズ位置N2に等しい。n18では移動量
カウンタC2に入れられた移動量が正（右回転）か負（左
回転）かを判定している。正の場合はn19に進んで右回
転させ駆動パルスごとに移動量カウンタC2から１を減算
し位置カウンタC1に１を加算する。n2では移動中にシュ
ミットトリガST出力がオンするかどうかを、即ちｂ点を
通過するかどうかを判定している。通過した場合にはn2
1で移動量カウンタC2に目的レンズ位置N2を設定し、ま
た位置カウンタC1に“0"を設定してカウンタの校正を行
う。この時点でもしN19での移動中に誤差が生じたとし
ても校正が行われることになる。n22で移動量カウンタC
2が“0"になったかどうかを判定する。即ち目標レンズ
位置に到達したかどうかを判定する。“0"であればn23
でMCPU50に対しレンズ移動完了信号SLを送信しモータMT
を停止させた後n16の待機ルーチンに戻る。

上記n18で移動量カウンタC2に入れられた移動量が負
（左回転）の場合はn24に進み、モータMTを左回転させ
る。そして駆動パルスごとに移動量カウンタC2に１を加
算し位置カウンタC1から１を減算する。また移動中にｆ
点を通過するかどうかをn25で判定し、通過する場合はn
26で移動量カウンタC2およびカウンタC1の計数値を校正
する。即ち移動量カウンタC2には目的レンズ位置N2から
メモリに記憶されているヒステリシス量を減じたものを
設定し、位置カウンタC1にはヒステリシス量を設定す
る。これによってホームポジション（ｂ点）を基準にし
た校正が行われる。以下n22で上記と同様に移動量カウ
ンタC2の計数値が“0"になったどうかを判定し、“0"に
なった時点でn23に進む。

以上の動作によってｂ点をホームポジションに設定した
場合に、レンズ位置検出プレート12が左側に移動する場
合であっても、ｆ点に到達した時にメモリに記憶してい
るヒステリシス量を位置カウンタC1に設定することによ
って位置校正を行うことができる。なお、待機ルーチン
n16に入るとn30でタイマーＴを設定し、所定時間T₀を越
えるとn2に戻るようになっている。即ち複写機にカセッ
トを装着したりジャムの取り除きなどを行うときに大き
な振動が発生する場合があるが、このような場合に位置
カウンタC1の計数値がずれを起こしていることがあるの
で、このルーチンによって定期的にn2以下の動作で位置
を校正するとともに等倍位置に復帰させるようにしてい
る。

本実施例ではHP検出センサとしてフォトトランジスタと
LEDとの組合わせからなる光検出センサを使用したが、
磁気センサやマイクロスイッチ，リードスイッチなどを
使用した場合にも本発明は適用できる。またHP検出セン
サを複数個使用できる場合があるが、そのような場合に
もそれぞれの位置で本発明を適用できるのは勿論であ
る。さらに、本実施例では第１図のｂ点をホームポジシ
ョンとして、レンズが左方向に移動するときにｆ点で移
動量カウンタC2からヒステリシス量を減ずるようにした
が、ｆ点をホームポジションとするときには、レンズが
右方向に移動するときにｂ点で移動量カウンタC2からヒ
ステリシス量を減ずるようにする。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）はヒステリシス特性のある検出装
置の作用と本発明の原理を説明する図である。第２図は
本発明の方法が実施されるズーム複写機レンズ駆動部の
概略平面図、第３図は制御部の概略ブロック図、第４図
（Ａ），（Ｂ）は本発明の方法を実施するSCPUの動作を
示すフローチャートである。 １……レンズユニット、 10……レンズモータ（ステッピングモータ）、 LHPS……ホームポジションセンサ、 12……レンズ位置検出プレート、 ST……シュミットトリガ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レンズの移動をステッピングモータで行
   い、レンズ移動量および位置をカウンタの計数値で得る
   とともに、ホームポジション検出をヒステリシス特性の
   ある検出装置で行い、そのホームポジション検出時にレ
   ンズ位置の校正を行うレンズ位置制御方法において、 電源オン後にレンズをホームポジションの前後に往復動
   させて前記検出装置のヒステリシス量を求めて記憶して
   おき、 レンズを目的位置まで移動させるときの移動方向が特定
   の方向であるとき、記憶されている前記ヒステリシス量
   を用いてレンズ位置の校正を行うことを特徴とするレン
   ズ位置制御方法。