JPH0652375B2 - 光像投影レンズの位置制御装置 - Google Patents

光像投影レンズの位置制御装置

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JPH0652375B2
JPH0652375B2 JP15468883A JP15468883A JPH0652375B2 JP H0652375 B2 JPH0652375 B2 JP H0652375B2 JP 15468883 A JP15468883 A JP 15468883A JP 15468883 A JP15468883 A JP 15468883A JP H0652375 B2 JPH0652375 B2 JP H0652375B2
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optical image
projection lens
lens unit
magnification
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は感光体ドラムや撮像装置に光像を投影するレン
ズの、光像投影倍率を設定するための位置決めを行なう
位置制御装置に関し、特に、電気モータを含む駆動系で
レンズを駆動し、レンズ位置を複数個の検出手段で検出
して、検出位置と目標位置とを比較してレンズを目標位
置に駆動する位置制御装置に関する。
従来技術 たとえば複写機においては、各種のコピー倍率を設定す
るために、複数個の複写倍率が異なる画像投影レンズを
画像投影軸と直交する方向に複数個並べてこれらを1つ
のキヤリッジ上に固定し、指示倍率に応じて、該指示倍
率をもたらす画像投影レンズを画像投影軸に置くように
キヤリッジを駆動する位置制御装置、あるいは、マスタ
ーレンズを画像投影軸上に置きこれを該軸に沿う方向に
駆動して指示倍率に対応する位置に定める位置制御装
置、が用いられている。
いずれにおいてもレンズ位置を検出する複数個の検出手
段、および、検出手段の検出信号に基づくレンズの検出
位置と指示倍率に対応する目標位置とを比較してレンズ
を目標位置に所定高,低速パターンで駆動する付勢制御
を行なう位置決め制御手段が用いられている。
通常、レンズは所定倍率を与える位置に静止しており、
指定倍率が変更されたときのみ駆動される。
しかしながら、指定倍率の変更に応じてレンズが駆動さ
れていいるときに装置電源が落されることがあり、この
場合、レンズが所定倍率に対応しない位置、すなわち検
出手段のいずれによっても位置検出が出されない位置で
停止する。すると次の電源投入のときには、位置決め制
御手段はレンズ位置が分からないので、いずれかの検出
手段がレンズの所定位置到来を検出するまで所定の方向
にレンズを駆動する。
従来は、レンズは低速駆動するようにしている。しかし
最近は、倍率変更を速くするためにレンズ駆動速度を高
くする場合もあり、特に比較的にレンズの移動距離が大
きくなる場合に、レンズの駆動開始から次第に速度を高
くして高速になるとそこで速度を一定とし、目標位置の
前で減速して目標位置で静かに停止させる高,低速パタ
ーン駆動をするなど、高速駆動をする必要性が高くなっ
た。しかし、高速駆動とすると、検出手段の間でレンズ
が停止しているときに電源が投入され、レンズが所定位
置に向けて駆動されるときに、駆動開始時のレンズ位置
が不明であるため、リミットスイッチでレンズユニット
を検出してからモータ付勢を停止してもキヤリッジがレ
ンズユニットが移動軸の端に高速でぶつかり、レンズユ
ニットの破損,変形,焦点ずれなどを生ずる。
目的 本発明は電源投入直後のレンズ駆動におけるレンズユニ
ットへの衝撃を防止することを目的とする。
構成 上記目的を達成するために本発明においては、位置決め
制御手段で、装置電源の投入直後に上記検出手段の検出
信号を参照しそれらのいずれもが光像投影レンズがそこ
にあることを検出していないときは、光像投影レンズを
一方向に低速で駆動する付勢を行ない、上記検出手段が
光像投影レンズの所定位置到来を検出すると該検出手段
の検出信号に基づく光像投影レンズの位置と指定された
倍率に対応する目標位置とを比較して光像投影レンズを
目標位置に、所定の高,低速パターンで駆動する付勢制
御を行なう。
第1図に本発明の一実施例の、機構部の構成概要を示
す。この例は複写機の変倍機構を示す。マスターレンズ
ユニット10は、原稿を載せるコンタクトガラス板を通
し数種のミラーで反射した光を更に数種のミラーで反射
して感光体ドラムに投射する画像投影軸の一部に介挿さ
れており、画像投影軸(第1図の太矢印が該投影軸上の
光像の投射方向を示す)に沿って左方および右方に駆動
される。すなわち、マスターレンズユニット10は、キ
ヤリッジに固着されており、そのキヤリッジにワイヤが
結合され、該ワイヤを駆動するプーリが歯車を介してサ
ーボモータ15の回転軸に結合されており、サーボモー
タ15の正転で右方に、また逆転で左方に駆動される。
サーボモータ15にはロータリーエンコーダ16が結合
されており、モータ15の回転速度に比例した周波数
の、位相が互に異なる2組のパルスを発生する。
マスターレンズユニット10が置かれた光像投影軸に進
みまたそれから退避し得るように、4個のコンバージヨ
ンレンズユニット11〜14が配置されている。コンバ
ージヨンレンズユニット11は1.41倍設定用、12は1.
0倍設定用、13は0.707倍設定用、および14は0.5倍
設定用である。コンバージヨンレンズユニット11〜1
3は、それぞれ別個のキヤリッジに固着されており、各
キヤリッジにワイヤが結合され、ワイヤを駆動するプー
リが回転軸棒に、クラッチ38〜41で選択的に結合す
るようになっている。該回転軸棒は歯車を介してサーボ
モータ36の回転軸に結合されている。
サーボモータ36にはロータリーエンコーダ37が結合
されており、サーボモータ36の回転速度に比例した周
波数の位相が異なる2組のパルスを発生する。
42〜45はリミットスイッチであり、それぞれ、コン
バージヨンレンズユニット11〜14がそれぞれ待機位
置にあるときに閉となる。
17〜30は、マスターレンズユニット10の位置を検
出するスイッチであり、それぞれの閉は、次の意味があ
る。
スイッチ17閉:マスターレンズユニット10が左端リ
ミット位置にある。
スイッチ18閉: マスターレンズユニット10が、P1(1.41倍位置)停止
のための減速開始位置(正転駆動の場合)にある。
スイッチ19閉: マスターレンズユニット10がP1(1.41倍位置)にあ
る。
スイッチ20閉: マスターレンズユニット10が、P1(1.41倍位置)停止
のため減速開始位置(逆転駆動の場合)にある。
スイッチ21閉: マスターレンズユニット10が、P2(1.0倍位置)停止
のための減速開始位置(正転駆動の場合)にある。
スイッチ22閉: マスターレンズユニット10がP2(1.0倍位置)にあ
る。
スイッチ23閉: マスターレンズユニット10が、P2(1.0倍位置)停止
のための減速開始位置(逆転駆動の場合)にある。
スイッチ24閉: マスターレンズユニット10が、P3(0.707倍位置)停
止のための減速開始位置(正転駆動の場合)にある。
スイッチ25閉: マスターレンズユニット10がP3(0.707倍位置)にあ
る。
スイッチ26閉: マスターレンズユニット10が、P3(0.707倍位置)停
止のための減速開始位置(逆転駆動の場合)にある。
スイッチ27閉: マスターレンズユニット10が、P4(0.5倍位置)停止
のための減速開始位置(正転駆動の場合)にある。
スイッチ28閉: マスターレンズユニット10がP4(0.5倍位置)にあ
る。
スイッチ29閉: マスターレンズユニット10が、P4(0.5倍位置)停止
のための減速開始位置(逆転駆動の場合)にある。
スイッチ30閉: マスターレンズユニット10が右リミット位置にある。
1.41倍のときには、マスターレンズユニット10がP1
位置に置かれ、コンバージヨンレンズユニット11が画
像投影軸上に置かれる。
1.0倍のときには、マスターレンズユニット10が図示
のようにP2位置に置かれ、コンバージヨンレンズユニ
ット12が図示実線のように画像投影軸上に置かれる。
0.707倍のときには、マスターレンズユニット10がP
3位置に置かれ、コンバージヨンレンズユニット13が
画像投影軸上に置かれる。
また0.5倍のときには、マスターレンズユニット10が
P4位置に置かれ、コンバージヨンレンズユニット14
が画像投影軸上に置かれる。
マスターレンズユニット10のキヤリッジには、スイッ
チ17〜30を閉とするストライカが固着されており、
また、正確に各位置にキヤリッジを位置決めするための
クリック溝レバー31が固着されており、複写機の固定
部には、クリック溝レバー31の溝に進入するローラを
枢着したソレノイド装置32〜35が配置されており、
このソレノイド装置が各位置P1〜P4におけるユニッ
ト10のキヤリッジの正確な位置決めと一応のロックを
行なう。すなわち、マスターレンズユニット10が所定
の位置P1〜P4に達っしスイッチ19,22,25,
28がそれぞれ閉になったところでモータ15の付勢が
止められ、ソレノイド装置32〜35のローラがクリッ
ク溝レバー31の溝に進入したときキヤリッジが停止
し、キヤリッジの位置が固定する。
コンバージヨンレンズユニット11〜14が画像投影軸
上に置かれたときに反転動作をするトグル機構が複写機
の固定部に備わっており、やはりコンバージヨンレンズ
ユニット11〜14の画像投影軸上への正確な位置決め
と一応のロックをするようになっている。すなわち、レ
ンズユニット11〜14のキヤリッジが画像投影軸上に
達っしたときにキヤリッジのストライカでトグル機構が
駆動されて反転し該ストライカを所定の位置に強制する
力を発生する。
第2図に、上記機構のスイッチの読取とモータの付勢制
御を行なう電気装置の構成を示す。
サーボモータ15にはサーボモータ付勢・制御回路46
が接続されており、この回路46にマイクロコンピユー
タ(以下においてCPUと称する)60が正転指示,逆
転指示,立上り指示,定速指示,減速指示および停止指
示等の付勢制御指示を与える。
サーボモータ15に結合されてロータリーエンコーダ1
6の2組の発生パルスはそれぞれCPU60の割込端子
およびTに与えられると共に、1組がF/Vコン
バータ47に与えられる。サーボモータ付勢・制御回路
46は公知のものであり、CPU60からの指示に応じ
て、またF/Vコンバータ47の出力電圧(速度検出信
号)に応じてモータ15の付勢および回転速度等を制御
する。
CPU60はロータリーエンコーダ16よりの2組のパ
ルスの相順よりモータ15の回転方向を判別して、パル
スカウントをアップカウント又はダウンカウントに定め
て、2組のパルスの一方をカウントしてマスターレンズ
ユニット10のキヤリッジの移動量(マスターレンズユ
ニット10のキヤリッジ位置)を把握する。
サーボモータ36にはサーボモータ付勢・制御回路48
が接続されており、この回路46にマイクロコンピユー
タ(以下においてCPUと称する)60が正転指示,逆
転指示,立上り指示,定速指示,減速指示および停止指
示等の付勢制御指示を与える。
サーボモータ36に結合されたロータリーエンコーダ3
7の2組の発生パルスはそれぞれCPU60の割込端子
およびTに与えられると共に、1組がF/Vコン
バータ49に与えられる。サーボモータ付勢・制御回路
48は公知のものであり、CPU60からの指示に応じ
て、またF/Vコンバータ49の出力電圧(速度検出信
号)に応じてモータ36の付勢および回転速度等を制御
する。
CPU60はロータリーエンコーダ37よりの2組のパ
ルスのの相順よりモータ36の回転方向を判別して、パ
ルスカウントをアップカウント又はダウンカウントに定
めて、2組のパルスの一方をカウントしてコンバージヨ
ンレンズユニット(11〜14)のキヤリッジの移動量
(キヤリッジ位置)を把握する。
第3図に、CPU60の位置決め制御動作を示す。この
第3図を参照してCPU60の制御動作を説明する。
電源が投入されるとCPU60は、内部レジスタ,カウ
ンタ,フラグ等を初期状態にセットし、これにおいて倍
率レジスタには倍率1.0を示すデータをセットし、出力
ポートを初期状態(モータ停止,ソレノイド装置オフ,
クラッチオフ,倍率表示は1.0)とし、入力ポートを入
力可とする。そして入力ポートの信号を読取る。
入力ポートの信号読取は、倍率指示スイッチ61の開閉
読取りおよび第1図に示したスイッチ17〜30(正確
にはスイッチ17,19,22,25,28および30
のみ)および42〜45の開閉読取りである。この読取
りで、倍率指示スイッチ61により、倍率レジスタにメ
モリしている倍率と異なった倍率が指定されると倍率レ
ジスタに指定された倍率を示すコードを倍率レジスタに
更新メモリする。
さてスイッチ17〜30および42〜45の開閉読取り
で、スイッチ42〜45のいずれもが閉であると、コン
バージヨンレンズユニット11〜14のすべてが待機位
置にあるので、次のスイッチ17〜30の開閉参照に進
むが、スイッチ42〜45のいずれかが開であると、開
であるスイッチiに対応するコンバージヨンレンズユニ
ットが待機位置にない(これは、画像投影軸上にある
か、あるいは画像投影軸と待機位置との間にある)の
で、CPU60は、開スイッチi(i=42〜45)に
対応するクラッチi−4(38〜41)をオンとし、モ
ータ付勢・制御回路48に、モータ36を低速で逆転付
勢する指示を発っする(指示信号を出力セット)。そし
てスイッチiの信号を監視し、それが閉になると(コン
バージヨンレンズユニットが待機位置に戻ると)、モー
タ付勢・制御回路48への指示信号をリセットし(停止
を指示する)、クラッチi−4をオフとする。
スイッチ42〜45のすべてが閉となるまで、これを繰
り返えす。
なお、通常は1個のコンバージヨンレンズユニットのみ
が選択的に画像投影軸上に置かれるので、この待期駆動
は1つのコンバージヨンレンズユニットについてのみ行
なわれることになる。
次CPU60は、スイッチ17〜30(正確にはスイッ
チ17,19,22,25,28および30のみ)の開
閉を参照し、スイッチ19,22,25および28のい
ずれかが閉のとき(マスターレンズユニット10が位置
P1〜P4のいずれかにあるとき)、あるいは、スイッ
チ17又は30が閉のとき(マスターレンズユニット1
0が左リミット位置又は右リミット位置にあるとき)に
は、マスターレンズユニット10の位置が分かるでモー
タ15の停止をモータ付勢・制御回路46に指示して、
通常の倍率設定に進む。
しかしスイッチ17,19,22,25,28および3
0のいずれも開であると、マスターレンズユニット10
の位置が分からないので、全ソレノイド装置32〜35
の付勢指示をソレノイドドライバ53〜56に出力セッ
トし、モータ15の低速逆転付勢をモータ付勢・制御回
路46に指示する。
そしてスイッチ17,19,22,25,28および3
0の読取を繰返えし、いずれかのスイッチが閉になる
と、それで位置が分かるので、モータ15の停止をモー
タ付勢・制御回路46に指示(低速逆転付勢指示をリセ
ット)すると共に全ソレノイド装置32〜35の付勢指
示をリセットし、通常の倍率設定に進む。
通常の倍率設定では、CPU60はまずスイッチ17,
19,22,25,28および30の開閉を読んでマス
ターレンズユニット10の位置(現在位置)を読取り、
倍率レジスタの内容からマスターレンズユニット10の
目標位置を求めて両者を対比して、両者が一致している
とコンバージヨンレンズユニットの駆動に進むが、合致
していないと、現在位置と目標位置からモータ15の所
要回転方向,減速開始に参照する検出スイッチ(18,
20,21,23,24,26,27,29)およびモ
ータ停止に参照する検出スイッチ(19,22,25,
28)を特定する。
そして、全ソレノイド装置32〜35の付勢(ローラ待
避)をソレノイドドライバ53〜56に指示し、モータ
付勢・制御回路46に回転方向を指示し、モータ起動を
指示する。
その後は割込みでロータリーエンコーダ16の発生パル
ス数をカウントしつつ減速開始に参照するスイッチの状
態を監視し、カウント値が所定値になると定速走行をモ
ータ付勢・制御回路46指示する。その後、あるいはそ
の前に減速開始に参照するスイッチが閉になると、そこ
で減速を指示する。
モータ付勢・制御回路46は、モータ起動が指示されて
から所定の立上り特性でモータ速度を高速に向けて立上
げ、定速指示があるとそこで定速制御に移行し、減速指
示があるとそこで所定の立下り特性でモータ速度を停止
に向けて減速する。CPU60は減速を指示してからは
モータ停止に参照する検出スイッチ(目標位置到着を検
出するスイッチであり、19,22,25,28のいず
れか)の状態を読み、それが閉になると全ソレノイド装
置32〜35付勢指示をリセット(ローラ進出)し、モ
ータ付勢・制御回路46にモータ停止を指示する。
以上が第3図に示すマスターレンズユニット10の設定
倍率位置への駆動ステップFL2である。
次にCPU60は、設定倍率に対応するコンバージヨン
レンズのセット位置駆動ステップFL3に進む。
これにおいては、倍率レジスタの内容で特定されるコン
バージヨンレンズユニット(倍率1.41で11、倍率1.0
で12,倍率0.707で13、および倍率0.5で14)に割
り当てられたクラッチ(38〜41)のオン指示をソレ
ノイドドライバ(49〜52)に出力セットし、モータ
付勢・制御回路48に正回転とモータ起動を指示する。
そして割込みによりロータリーエンコーダ36の発生パ
ルスのカウントアップを開始し、カウント値が所定値に
なるとモータ付勢・制御回路48に定速指示を発っし、
更にカウントアップを継続してカウント値が次の所定値
になるとモータ付勢・制御回路48に減速指示を発っ
し、更にカウントアップを継続してカウント値が次の所
定値になるとソレノイドドライバ(49〜52にクラッ
チオフを指示し、モータ付勢・制御回路48にモータ停
止を指示する。
モータ付勢・制御回路48は、モータ起動指示を受ける
と、指定された回転方向で所定の立上り特性で高速に増
速するモータ付勢を開始し、定速指示を受けるとそこで
定速制御に移行し、減速指示を受けるとそこで所定の立
下り特性で停止に向けて減速するモータ付勢を開始し、
停止指示があるとモータの付勢を止める。
以上により、マスターレンズユニット10が指定倍率に
対応する位置に定められ、しかもその倍率をもたらすコ
ンバージヨンレンズユニットが画像投影軸上に位置決め
されたことになる。
CPU60は、その後は倍率指定スイッチ61の読取の
みを行ない、スイッチ61により他の倍率が指定される
のを待つ。
他の倍率が指定されると、CPU60は、倍率レジスタ
の内容を前回倍率レジスタにメモリし、今回指定された
倍率を示すデータを倍率レジスタに更新メモリし、セッ
ト位置のコンバージヨンレンズを待機位置に駆動するス
テップFL4に進む。この待機位置駆動ステップFL4
では、CPU60はまず前回倍率レジスタの内容より待
機駆動ために付勢すべきクラッチ(38〜41)を特定
し、ソレノイドドライバ(49〜52)に該特定したク
ラッチのオンを指示し、モータ付勢・制御回路48に、
逆回転と起動を指示する。そしてロータリーエンコーダ
37の発生パルスの、割込みによるカウントダウンを開
始する。そしてカウント値が所定値になるとCPU60
は、モーウー付勢・制御回路48に定速を指示し、更に
カウントダウンを継続してカウント値が次の所定値にな
るとモータ付勢・制御回路48に減速を指示し、その後
はカウント値が零になることと、駆動しているコンバー
ジヨンレンズユニットの待機位置にあるスイッチ(11
〜14)が閉になることの一方が成立したときモータ付
勢・制御回路48に停止を指示し、ソレノイドドライバ
(49〜52)にクラッチオフを指示する。以上によ
り、前回倍率を得るために画像投影軸上に置かれていた
コンバージヨンレンズが待機位置に退避されたことにな
る。
次にCPU60はステップFL2に進み、前述と同様に
してマスターレンズユニット10を倍率レジスタの内容
に対応した位置に設定し、更に次のステップFL3で倍
率レジスタの内容に対応したコンバージヨンレンズユニ
ットを画像投影軸上に設定する。これにより、今回指定
された倍率に対応する位置にマスターレンズユニット1
0が設定され、更にその倍率を得るに要するコンバージ
ヨンレンズが画像投影軸上設定されたことになる。
以上の通り、この実施例は、マスターレンズユニット1
0とコンバージヨンレンズユニット11〜14を選択的
に所定位置に設定して所要の倍率を得るようにしている
が、マスターレンズユニット10およびコンバージヨン
レンズユニット11〜14のいずれの駆動にも本発明を
適用して、電源投入直後で、しかも検出スイッチがレン
ズユニットの位置を検出していない場合には、レンズユ
ニットを所定の方向(マスターレンズユニット10では
左方リミット位置L1に向う方向、コンバージヨンレン
ズユニット11〜14では待機位置に向かう方向)に低
速で駆動して、レンズユニットがいずれかの検出スイッ
チで検出されると、そこで通常の倍率設定制御を行なう
ようにしているので、レンズユニットが高速でリミット
端に衝突することがなく、また、高速で突然に停止強制
されるなどで衝撃を生ずることがなく、レンズユニット
の変形,焦点ずれやレンズ駆動系の損傷,変形,位置ず
れ,ガタ等を生ずることがない。
効果 以上の通り本発明によれば、レンズユニットが駆動され
ているときに複写機電源が落されたなどで、レンズユニ
ットが所定位置から外れた位置に停止したままで、再度
電源が投入されたときにレンズユニットの位置が分から
ない場合でも、レンズユニットが安定し、把握し得る位
置に駆動されるで、高速駆動で突然に停止制御されて衝
撃を生ずるなどの問題はなく、レンズユニットの安全性
が確保される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の機構部の概要を示すブロッ
ク図である。 第2図は該機構部に配置されていいるスイッチの開閉を
読みかつモータ,ソレノイド等の付勢制御を行なう電気
装置の構成を示すブロック図であり、第3図はマイクロ
コンピユータ60のレンズ駆動制御動作を示すフローチ
ヤートである。 10:マスターレンズユニット(光像投影レンズ) 11〜14:コンバージヨンレンズユニット(光像投影レン
ズ) 15,36:サーボモータ(電気モータ) 16,37:ロータリーエンコーダ 17,19,22,25,28,30:スイッチ(検出手段) 18,20,21,23,24,26,27,29:スイッチ 31:クリック溝レバー 32〜35:ソレノイド装置 38〜41:クラッチ 42〜45:スイッチ(検出手段) 60:マイクロコンピユータ(位置決め制御手段) 61:倍率指示スイッチ 63:設定倍率表示灯

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電気モータを含み光像投影レンズを駆動す
    るレンズ駆動機構と、該電気モータを付勢する付勢回路
    と、光像投影レンズが所定の複数個の位置のいずれかに
    あることを検出する複数の各々の位置に設けられた検出
    手段と、該検出手段の検出信号に基づく光像投影レンズ
    の検出位置と指定された倍率に対応する目標位置とを比
    較して光像投影レンズを目標位置に、所定の高,低速パ
    ターンで駆動する付勢制御を行なう位置決め制御手段
    と、を備える光像投影レンズの位置制御装置において: 位置決め制御手段は、装置電源の投入直後に上記検出手
    段の検出信号を参照し、それらのいずれもが光像投影レ
    ンズがそこにあることを検出していないときは、光像投
    影レンズを一方向に低速で駆動する付勢を行ない、上記
    検出手段が光像投影レンズの所定位置到来を検出すると
    該検出手段の検出信号に基づく光像投影レンズの位置と
    指定された倍率に対応する目標位置とを比較して光像投
    影レンズを目標位置に、所定の高,低速パターンで駆動
    する付勢制御を行なう位置決め制御手段としたことを特
    徴とする光像投影レンズの位置制御装置。
JP15468883A 1983-08-24 1983-08-24 光像投影レンズの位置制御装置 Expired - Lifetime JPH0652375B2 (ja)

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JP2981341B2 (ja) * 1992-05-21 1999-11-22 シャープ株式会社 レンズ移動制御方法

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JPS6046541A (ja) 1985-03-13

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