JPH0779405B2

JPH0779405B2 - 定速度制御装置と画像読み取り装置

Info

Publication number: JPH0779405B2
Application number: JP63207601A
Authority: JP
Inventors: 和行村田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-08-22
Filing date: 1988-08-22
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH0256169A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は制御対象を定速度に制御する定速度制御装置に
関するものであり、例えば、画像読み取り装置、ディジ
タル複写機の副走査ユニットの駆動制御に用いる。

従来の技術近年、画像読み取り装置およびディジタル複写機の画像
読み取り部は、読み取り速度の高速化が要求され、又様
々な編集機能をもつので、画像読み取り部の副走査ユニ
ットの駆動制御に、定速度制御時の高い精度や定速度制
御時以外でも様々な柔軟な動作が要求される。

従来の定速度制御装置はPLL（フェーズ・ロックド・ル
ープ）制御を用いるのが一般的であり、定速度制御時以
外の柔軟な制御が困難であった。（例えば特開昭59−63
876号公報、特開昭61−45670号公報）発明が解決しようとする課題従来の定速度制御装置では、停止、反転、加減速プロフ
ィール制御など、定速度制御以外の制御が容易ではなか
った。

本発明は上記問題点に鑑み、定速度制御時の制御性能を
PLL制御と同等に保ちつつ、PLL制御の欠点である同期は
ずれをなくし、定速度制御時以外の柔軟な制御動作を容
易に行うことのできる定速度制御装置を提供しようとす
るものである。

課題を解決するための手段本発明による定速度制御装置は、定速度制御する制御対
象と、制御対象を駆動する駆動手段と、制御対象の位置
を測定するためのエンコーダと、定速度制御すべき速度
に対応した基準クロックを発生する手段と、前記基準ク
ロックと前記エンコーダからの位置に対応したパルスと
の位相差を、位相差計測クロックによってカウントする
位相差測定手段と、前記エンコーダからのパルスをカウ
ントする位置カウンタと、前記位置カウンタのカウント
値と前記位相差計測手段のカウント値を合成して、前記
エンコーダの位置分解能よりも高分解能な制御対象の高
分解能位置情報を生成する位置情報生成手段と、制御対
象の制御目標位置である位置リファレンスデータを定期
的に所定値ずつ増加または減少する位置リファレンス生
成手段と、前記位置リファレンスと前記高分解能位置情
報の差分を出力する位置誤差生成手段からなる。

一つの好ましい例として、前記位置情報生成手段は、マ
イクロプロセッサを用いる。

もう一つの好ましい例として、前記位相差測定手段は、
前記位相差を前記基準クロックの周期よりも小さい周期
をもつ前記位相差計測クロックでカウントする。

本発明による画像読み取り装置は、原稿を載置する原稿
台と、原稿を照明する光源と、原稿画像を読み取るイメ
ージセンサと、原稿からの反射光または透過光を前記イ
メージセンサ上に集束する光学系と、前記光源を含み前
記原稿台上の原稿を走査する副走査ユニットと、前記副
走査ユニットを駆動するための駆動手段と、副走査ユニ
ットの位置を測定するためのエンコーダと、副走査速度
に対応した基準クロックを発生する手段と、前記基準ク
ロックと前記エンコーダからの位置に対応したパルスと
の位相差を、位相差計測クロックによってカウントする
位相差測定手段と、前記エンコーダからのパルスをカウ
ントする位置カウンタと、前記位置カウンタのカウント
値と前記位相差計測手段のカウント値を合成して、前記
エンコーダの位置分解能よりも高分解能な副走査ユニッ
トの高分解能位置情報を生成する位置情報生成手段と、
副走査ユニットの制御目標位置である位置リファレンス
データを定期的に所定値ずつ増加または減少する位置リ
ファレンス生成手段と、前記位置リファレンスと前記高
分解能位置情報の差分を出力する位置誤差生成手段から
なる。

作用本発明は上述した構成により制御対象を精密にかつ柔軟
に制御することができる。

実施例以下本発明の一実施例の定速度制御装置、画像読み取り
装置を用いたディジタル複写機について図面を参照しな
がら説明する。

第１図はディジタル複写機の概略外観図である。１は給
紙カセット、２は原稿カバー、３はキー、表示部などを
具備する操作パネル、４は排紙トレーであり、一般的な
複写機と同様である。5a,5bはトリミング等の編集操作
を行うときに用いる座標入力用タブレットとペンであ
る。

第２図は第１図の複写機の内部構成及び副走査ユニット
の駆動部分を表すブロック図である。透明な原稿台14の
上に原稿11を置き、原稿カバー２により原稿11を原稿台
14に押える。光源15により原稿面を照らし、原稿から反
射した光をロッドレンズアレイ16により、ラインイメー
ジセンサ28上に集束する。イメージセンサ28は原稿11か
らの反射光量に応じた電気信号30を出力する。画像信号
処理部21はイメージセンサ28の出力30を入力とし、A/D
変換、シェーディング補正、ガンマ補正、擬似中間調処
理などの信号処理を行ないプリンタ部23にビデオデータ
31を出力する。

光源15、ロッドレンズアレイ16、イメージセンサ28を含
む副走査ユニット29は、ワイヤ38、プーリ17a,17bを介
してモータ19により、矢印Ｓ方向に駆動されて原稿の副
走査を行う。モータ19の速度、すなわち副走査ユニット
29の速度と位置はパルスエンコーダ20の出力を元にして
得られる。白色基準板13は、イメージセンサ28の素子毎
の感度ばらつきや光源15の照度むらを補正するシューデ
ィング補正を行うためのものである。

原稿位置検出回路22は画像信号処理部21の出力する濃度
を含むデータ32から原稿台上の原稿の位置を検出する。
原稿の位置検出は、あらかじめ原稿をプリスキャンする
ことにより行う。

副走査ユニット制御ユニット24は、モータ19に連結され
たパルスエンコーダ20の出力信号36と操作パネル３上の
複写モード選択キー27からの複写モード選択データ34、
座標入力用タブレット5aからの座標指示データ35及び原
稿位置検出回路22からの原稿位置データ33を用いて、モ
ータドライバ25に与えるトルク指令37を出力して、副走
査ユニット29の制御を行う。複写モード選択データ34は
等倍，拡大，縮小，移動，連続複写などの複写モード指
示データや拡大率，縮小率などの指示データを含む。電
源投入時、副走査ユニット29を原点センサ18の方向に駆
動する。原点センサ18は副走査ユニット29を検出すると
検出信号136を出力し、副走査ユニット制御ユニット24
に含まれる位置カウンタ（後述）をリセットする。

第３図は、プリンタ部23の概略構成図である。給紙カセ
ット１に格納されたプリント用紙51は、給紙ローラ52の
より１対のガイド板54の間に導かれ、１対のローラ55に
より感光体ドラム68に接触される。一方スキャナモータ
66はポリゴンミラー65を回転する。ポリゴンミラー65は
半導体レーザ67からのレーザビームを反射して感光体ド
ラム68上を走査する。感光体ドラム68は矢印Ｒ方向に回
転する。帯電器57は感光体ドラム68を帯電する。レーザ
ー駆動回路64は半導体レーザ67の出力レーザービームを
ビデオデータ31で変調する。変調されたレーザービーム
は潜像を感光体ドラム68上に形成する。現像器56で感光
体68上の潜像をトナーで現像する。転写用帯電器59はプ
リント用紙上に感光体ドラム68上のトナーを転写する。
剥離用帯電器60はプリント用紙を感光体ドラム68から剥
離する。搬送ベルト61は感光体ドラム68から剥離された
プリント用紙を定着器62へ搬送する。定着器62はプリン
ト用紙上に転写されたトナーをプリント用紙に定着す
る。クリーナ58は感光体ドラム68上に残留したトナーを
除去する。プリント用紙は１対の排紙ローラ63により排
紙トレー４に排紙される。給紙センサ53はプリント用紙
が給紙されたことを検出し、給紙検出信号135を出力す
る。このようなプリンタ部は電子写真プロセスを用いた
レーザービームプリンタとしてよく知られている。

第４図は第２図に示す副走査ユニットコントロール部24
のブロック図である。マイクロプロセッシングユニット
（MPU;Micro processing unit）101はデータバス102を
介してI/Oポート103、ROM（リードオンリーメモリ:read
only memory）−１〜ROM−５、118,119,120,121,122を
アクセスする。MPU101は、ROM−１〜ROM−５に格納され
た、テーブルデータを用いて、副走査ユニット29の存在
すべき位置（以下位置リファレンスと称する）や、持っ
ているべき速度（速度リファレンスと称する）などを算
出する。ROM−１〜ROM−５に格納されるテーブルデータ
については後に詳しく述べる。

エンコーダ回路114はパルスエンコーダ20からの２相信
号36を入力とし方向弁別を行い、モータ19の正転、逆転
パルス115,116を発生する。位置カウンタ117はエンコー
ダ回路114の出力する正転、逆転パルス115,116をクロッ
ク入力とする可逆カウンタである。位置カウンタ117
は、原点センサ18からの原点検出信号136によりリセッ
トされる。位置カウンタ117の値をラッチ143によりラッ
チする。ラッチ143のクロック入力はクロック発生回路1
12より出力される基準クロック134である。MPU101は、
位置カウンタのラッチしたカウント出力データをI/Oポ
ート103を介してリードし、副走査ユニット29の現在位
置を知る。さらにMPU101は、複写モード選択キー27から
の複写モード選択データ34、座標入力用タブレット5aか
らの座標指示データ35、原稿位置検出回路22からの原稿
位置データ33を、I/Oポート103を介してアクセスでき
る。給紙センサ53からの給紙検出信号135は、MPU101に
割込信号として入力する。

MPU101、D/Aコンバータ104、リード／ラグフィルタ10
5、アンプ106、ローパスフィルタ107、モータードライ
バ25、モータ19、パルスエンコーダ20、エンコーダ回路
114、位置カウンタ117及び位相差検出回路140で位置制
御を行なう位置サーボループを構成する。位相差検出回
路140については、後に詳しく説明する。MPU101、D/Aコ
ンバータ104、アンプ109、ローパスフィルタ110、モー
タードライバ25、モータ19、パルスエンコーダ20、エン
コーダ回路114、位置カウンタ117で速度制御を行なう速
度サーボループを構成する。セレクタ108は位置サーボ
ループと速度サーボループの一方を選択する。

次に位相差検出回路140について、第17図を用いて説明
する。第17図は位相差検出回路140のブロック図であ
る。

パルスエンコーダ20からの２相信号36をワンショットマ
ルチバイブレータ201,202,203,204に入力する。各ワン
ショットマルチバイブレータは立ち上り又は、立ち下が
りエッジでトリガされローパルスを出力する。ANDゲー
ト205はパルスエンコーダの出力する２相信号36のすべ
てのエッジをローパルス化した信号を出力することにな
る。

ANDゲート205の出力はカウンタ（３ビット）207をクリ
アすると共に、D.FF206のクロックとなる。D.FF206のク
ロックに入力があると出力がローになり、NORゲート2
08の出力かハイになりカウンタ207がイネーブルにな
る。カウンタ207は位相差計測用クロック142を計数す
る。基準クロック134が入力されるとD.FF206はクリアさ
れ、カウンタ207はディスイネーブルとなると共に計数
値がラッチ209にラッチされる。これによってエンコー
ダパルスのすべてのエッジと、基準クロック134の位相
差の時間を計測する。

位置プロフィール制御によって、副走査ユニット29を定
速度制御する場合について説明する。位置リファレンス
を基準クロック134の周期で定期的に所定値ずつ増加さ
せ、この位置リファレンスと、副走査ユニット29の位置
が等しくなるように位置制御することによって定速度制
御を実現する。本実施例では、位置リファレンスを基準
クロック134の周期で63.5μｍずつ増加させる。ここ
で、位置リファレンスの値を定期的に変化させ、制御対
象の移動を制御することを位置プロフィール制御と称す
る。位置制御時、D/Aコンバータ104は位置誤差を出力す
る。D/Aコンバータ104は、８ビットのデータを入力と
し、データが′80′Ｈのとき位置誤差が０であることを
示す0Vを出力する。

クロック発生回路112は、周期400μsecの基準クロック1
34を発生して、MPU101に割り込みをかける。パルスエン
コーダ20の位置検出分解能を63.5μｍ（400dpi）とする
と、位置カウンタ117のLSBは63.5μｍである。クロック
発生回路112より出力される位相差計測用クロック142の
周期は、基準クロック134の周期の1/8（50μｓ）であ
る。

副走査ユニットがほぼ定速に制御されていると仮定する
と、基準クロック134とアンドゲート205の出力信号の位
相差は、位置誤差と等価である。この位相差を基準クロ
ック134の1/8の周期をもつ位相差計測用クロック142に
より計測することで、位置分解能が63.5/8＝7.9375μｍ
の位置情報を得ることができる。ただし、ここで検出で
きる位置情報は、基準クロック１周期内に副走査ユニッ
ト移動する距離（＝63.5μｍ）未満である。

MPU101は基準クロック134による割り込み毎に、以下の
（イ）ないし（ヘ）処理を行う。

（イ）分解能63.5μｍの位置カウンタ117の位置情報（1
6ビットのデータ）をラッチ143より読み出す。

（ロ）前記位相差を計測することにより得た分解能7.93
75μｍの位置情報（３ビットのデータ）をラッチ209よ
り読み出す。

（ハ）（イ）で読み出した16ビットの位置情報と、
（ロ）で読み出した３ビットの位置情報を合成して19ビ
ットの位置情報を算出する。実際の合成処理では、前記
16ビットのデータを３ビット左にシフトして19ビットの
データとし、これに前記３ビットのデータを加算する。

（ニ）分解能7.9375μm,19ビット幅の位置リファレンス
データを63.5μｍ増加させる。すなわち位置リファレン
スデータに８を加算して、新しい位置リファレンスデー
タを得る。

（ホ）位置リファレンスデータと19ビットの位置情報の
差分を算出して、位置誤差データを得る。

（ヘ）位置誤差データに′80′Ｈ（D/Aコンバータ104の
オフセット分）を加算のち、０〜255の範囲の値に丸め
て、I/Oポート103を介してD/Aコンバータ104に出力す
る。

リード／ラグフィルタ105は、位置サーボループ安定化
するため、D/Aのコンバータの出力に対して位相補償を
行う。アンプ106は、リード／ラグフィルタ105の出力を
増幅し、位置サーボループのフィードバックゲインを決
定する。ローパスフィルタ107は、アンプ106に含まれる
高周波の不要な成分を除去する。

MPU101が出力する位置制御／速度制御切換信号111に従
って、セレクタ108はローパスフィルタ107の出力137を
選択して、モータトルク指令37を出力する。

以上のように、位置プロフィール制御によって副走査ユ
ニット29を、定速度制御する場合、エンコーダによる副
走査ユニットの位置検出分解能よりも高分解能な位置情
報を、エンコーダパルスと基準クロックの位相差を測定
することに得る。すなわち、エンコーダによる位置情報
と前記位相差による位置情報を合成して、副走査ユニッ
トの高分解能な位置情報を得ることによって、PLLと同
等な制御性を得ることができ、かつPLLのように同期は
ずれを起こすこともない。

副走査ユニット29を位置制御する場合について、動作を
説明する。クロック発生回路112は基準クロック134を発
生してMPU101に割込みを発生させる。MPU101は基準クロ
ック134の割込毎に、位置リファレンスを算出し、算出
した位置リファレンスと、位置カウンタ117の値を３ビ
ット左にシフトしてもとめた副走査ユニット29の位置デ
ータとの差分に対応するデータをI/Oポート103を介して
D/Aコンバータ104にライトし、そのデータに応じた電圧
をD/Aコンバータ104に出力する。

次に副走査ユニット29を速度制御する場合について動作
を説明する。MPU101はD/Aコンバータ104に基準クロック
134の割込毎に、算出した速度リファレンスと副走査ユ
ニット29の速度の差分に対応するデータをライトする。
副走査ユニット29の速度は、一定時間に副走査ユニット
29の動いた距離から求めることで得る。アンプ109はD/A
コンバータ104の出力電圧を増幅し、速度サーボループ
のフィードバックゲインを決定する。ローパスフィルタ
110はノイズフィルタである。速度制御時には位置制御
／速度制御切換信号111は、セレクタ108がローパスフィ
ルタ110の出力138をセレクトしモータトルク指令37を出
力するように制御する。

第５図はオペアンプを用いたリード／ラグフィルタ105
の回路図である。第６図はリード／ラグフィルタのボー
ド線図であり、周波数fnで位相を進ませることにより位
置サーボループの位相補償を行う。

原稿位置検出回路22について、第７図、第８図を用いて
説明する。第７図は原稿位置検出回路22のブロック図、
第８図は原稿位置検出回路22の動作タイミングチャート
である。原稿位置を検出するときは、原稿台カバー２の
原稿側の色は黒にする。読取領域全域のプリスキャンを
一度行うことにより原稿の主走査方向の両エッジ部を検
出する。原稿位置検出回路22の動作を以下に説明する。
画像信号処理部21からのデータ32に含まれる濃度データ
151は８ビットのデータであり、黒で‘FF'H、白で‘0'H
である。濃度データ151はデータ32に含まれるクロック1
64に同期度データ151は８ビットのデータであり、黒で
‘FF'H白で‘0'Hである。濃度データ151はデータ32に含
まれるクロック164に同期している。スライスレベル発
生回路169は原稿の地肌濃度の原稿台の原稿側の濃度の
中間の濃度に対応する８ビットのデータ152（以下スラ
イスレベルデータと称する）を発生する。スライスレベ
ルデータはMPUから出力するようにしてもよい。

コンパレータ153は濃度データ（DDATA）151とスライス
レベルデータ152をコンパレートし、比較信号（COMP）
を出力する。インバータ162はクロック164を反転する。
Ｄフリップフロップ154はコンパレータ153の出力COMPを
インバータ162の出力信号でラッチして信号LCOMPを出力
する。データ32に含まれるラインイネーブル信号（LENB
L）165はDDATA151の１ラインの有効範囲を示す信号であ
る。

カウンタ161はLENBL165をクリア入力しクロック164をク
ロック入力とし、DDATA151の主走査方向の位置の座標を
出力する。データ32に含まれるライン同期信号（LSYN
C）166は主走査のトリガ信号である。

インバータ155はＤフリップフロップ154の出力LCOMPを
反転する。Ｄフリップフロップ156はインバータ155の出
力をクロック入力とし、Ｄ入力はHIGHレベルであり、LS
YNC166をクリア入力とする。ラッチ157はＤフリップフ
ロップ156の出力をラッチクロックとし、カウンタ161の
出力をラッチしてデータL1を出力する。ラッチ158はＤ
フリップフロップ154の出力LCOMPをラッチクロックとし
カウンタ161の出力をラッチしデータL2を出力する。イ
ンバータ163はLENBL165を反転する。ラッチ159はインバ
ータ163の出力をクロックしてデータL3 167を出力す
る。ラッチ160はインバータ163の出力をクロック入力と
し、ラッチ158の出力L2をラッチしてデータL4 168を出
力する。ラッチ159,160の出力167,168はデータ33としI/
Oポート103を介してMPU101によりリードされる。

次に第８図を用いて原稿位置検出回路22の各信号の意味
を説明する。濃度信号DDATA151はクロック164に同期し
ている。ラインイネーブル信号LENBL165はDDATA151の有
効範囲を示すアクティブハイの信号で、クロック164に
同期している。信号LENBL165がノンアクティブ（LOWレ
ベル）のときDDATA151の値は‘FF'Hである。コンパレー
タ153の出力COMPをクロック164の反転信号でラッチした
信号はLCOMPである。信号LENBL165がアクティブ（HIGH
レベル）になった後、最初のLCOMPの立上がりエッジで
カウンタ161の出力COUNTをラッチしたデータがL1であ
る。データL1をLENBLの立下がりエッジでラッチしたデ
ータがL3 167である。信号LCOMPの立上がりエッジでCOU
NTをラッチしたデータがL2である。データL2をLENBLの
立下がりエッジでラッチしたデータがL4 168である。す
なわち１ライン走査終了後、走査した１ライン中に原稿
がない場合データL2,L3は‘0'である。原稿がある場
合、主走査方向の原稿のエッジ部の座標がデータL2及び
L4である。

MPU101はデータL2,L4及び副走査ユニット29の位置デー
タをプリスキャン中、随時リードすることにより、原稿
のエッジの座標を知ることができる。原稿が斜めに置か
れていたときの警告を操作パネル３に表示したり、原稿
台14、原稿台カバー２の汚れによる、原稿エッジの主走
査方向座標の誤検出を、MPU101のプログラムによって除
去できる。

第４図のROM−1 118、ROM−2 119、ROM−3 120の格納す
るデータの内容について第９図を用いて説明する。

ROM−1 118は副走査ユニットの加速位置プロフィールデ
ータのデータテーブルを格納している。位置カウンタ11
7の１ビットに対応する副走査ユニットの移動距離をＰ
とする。MPU101への割込みパルス134の割込周波数をｆ
〔Hz〕とすると、ｎ番目の加速位置プロフィールデータ
Ａ（ｎ）は、Ａ（ｎ）＝INT（1/2・ａ（1/f・ｎ）^２・1/P）で求め
る。

ここで、INT（）は整数化関数、ａは加速度である。
第９図（ａ）はROM−１のデータテーブルのデータ並び
を表す。第９図（ａ）のＡ（ｎ）ｌはＡ（ｎ）の下位バ
イト、Ａ（ｎ）ｕは上位バイトである。第11図（ａ）に
ROM−１のデータテーブルのデータのグラフを示す。

ROM−2 119は加速を終了する位置に対応する位置データ
の格納されているROM−１のアドレスを格納する。副走
査方向の拡大，縮小複写を行うとき、拡大率ｍ〔％〕
は、副走査ユニット29の速度Vs,プリンタのプロセスス
ピードVpとすると、ｍ＝Vp/Vs×100〔％〕で表せる。

すなわち、副走査ユニット29はVs＝Vp/m×100の速度ま
でROM−１の加速位置プロフィールデータに基づいて加
速した後、定速位置プロフィール制御に移行する。副走
査方向の拡大率に応じて、加速位置プロフィール制御を
終了するROM−1 118のアドレスをROM−2 119に格納して
おく。ROM−２のデータテーブルのデータＺ（ｍ）はＺ（ｍ）＝INT（２×Vp/（ａ・ｍ）・100）で表せる。

実際に使用する拡大率を50％〜400％の範囲とすると、
Ｚ（ｍ）｛50≦ｍ≦400）が有効データである。第９図
（ｂ）はROM−２のデータテーブルのデータの並びを示
す。Ｚ（ｍ）ｌはＺ（ｍ）の下位バイト、Ｚ（ｍ）ｕは
上位バイトである。

ROM−3 120は副走査ユニット29が停止状態から加速し、
定速になるまでの助走距離をテーブルデータとして格納
する。前述したように、副走査方向の拡大率に応じて副
走査ユニット29の原稿走査速度が変化するので、副走査
方向の拡大率によって、副走査ユニット29の加速距離が
変化する。助走距離は、加速位置にプロフィールデータ
を用いて加速する加速距離と、加速を終了してから定速
に整定するまでの整定距離の和である。助走距離テーブ
ルデータＤ（ｍ）はＤ（ｍ）＝Ａ（1/2Z（ｍ））＋ｍ・ｂで求められる。

ここでｍ・ｂは整定距離であり、ｂは定数である。第９
図（ｃ）にROM−３のテーブルデータの並びを示す。Ｄ
（ｍ）ｌはＤ（ｍ）の下位バイトＤ（ｍ）ｕは上位バイ
トである。

ROM−4 121のデータ内容の説明の前に、副走査方向の移
動複写の方向について説明する。まず、第12図（ａ）に
示す原稿11を（ｂ）の様に同一位置に複写する場合の副
走査ユニット29の動作シーケンスについて第13図，第14
図を用いて説明する。第12図の矢印Ｓは副走査の方向を
示している。第13図は副走査ユニット29と原稿11の位置
関係を表す図である。

ホームポジションＡ点は複写機が複写動作を行っていな
いとき、副走査ユニット29が停止している位置である。
副走査ユニットの助走開始位置Ｂ点は原稿読取開始位置
Ｃから助走距離X1分Ａ点側の位置である。Ｄ点は原稿読
取終了位置である。

第14図は原稿を移動せずに複写するときの動作シーケン
ス図である。複写動作を怒っていないとき副走査ユニッ
トはホームポジションＡ点に停止している。複写動作を
開始すると、MPU101はプリンタ部23にプリント用紙の給
紙指令170（第２図）を出力する。一方副走査ユニット2
9は、Ａ点でシューディング補正用の白基準データを読
取った後、給紙センサ53がプリント用紙を検出するまで
に速度プロフィール制御でＢ点への移動を完了する。給
紙センサ53がプリント用紙を検出してからT0sec後に副
走査ユニット29はＣ点に達して画像信号をプリンタ部23
に出力しなければならない。副走査ユニット29が加速に
要する時間をT1secであるとすると、副走査ユニット29
は給紙センサ53がプリント用紙を検出してからT0−T1se
cの間Ｂ点で停止した後、位置プロフィール制御に従っ
て加速を開始する。副走査ユニット29はＣ点からＤ点ま
で位置プロフィール制御で原稿11の走査を行い、Ｄ点に
達すると、速度プロフィール制御でＡ点にリターンす
る。

次に第12図（ａ）を（ｃ）の様に移動し複写する場合の
副走査ユニット29の動作シーケンスを図15を用いて説明
する。この場合、副走査ユニット29の待機位置すなわち
加速開始位置はＥ点になる。Ｅ点はＦ点より副走査ユニ
ットの助走距離２′Ａ点側の位置である。すなわち原稿
読取開始位置をＢ点からＥ点に移動することにより副走
査方向と逆方向への移動複写を行う。

次に第12図（ａ）を（ｄ）の様に移動複写を行う場合の
副走査ユニット29の動作シーケンスを第16図を用いて説
明する。この場合、給紙センサ53がプリント用紙を検出
してから、副走査ユニット29がＣ点に達するまでの時間
はT0＋T2となる。原稿の副走査方向に距離Ｌだけ移動し
て複写するときは、 T₂＝L/Vpとすることにより移動複写を行う。

ここでROM−4 121のデータ内容について説明する。助走
時間T1は副走査方向の拡大率により変化するのでT0−T1
を表わすデータをあらかじめ拡大率に対するテーブルデ
ータとしてROM−４に格納しておく。データは（T0−T
1）・fcとし時間計測用割込パルス発生回路113の発生す
る周波数fc割込みパルス139のMPUへの割込の数をカウン
トする。副走査方向の拡大率をｍ％とすると、ROM−4 1
21のテーブルデータＷ（ｍ）は、Ｗ（ｍ）＝INT〔｛1/2Z（ｍ）・1/f＋ｍ・b/Vs｝fc〕で
求まる。

ただし、Vs＝Vp/m×100 T2に対応する周波数fcの割込みカウント値はT2・fcで求
められるので、移動複写の移動距離に応じて、MPU101は
Ｂ点で停止している時間を決める割込カウント値を算出
できる。第10図（ａ）にROM−４のテーブルデータの並
びを示す。Ｗ（ｍ）ｌはＷ（ｍ）はＷ（ｍ）の下位バイ
ト、Ｗ（ｍ）ｕは上位バイトである。

ROM−5 122のデータ内容について説明する。ROM−５の
データは、副走査ユニット29をある位置からある程度離
れた目標位置に高速で移動するとき用いる速度プロフィ
ールデータを格納する。すなわち、副走査ユニット29の
位置と目標位置との距離に対応した速度リファレンスの
テーブルデータである。このときは、副走査ユニット29
の制御方向は速度制御に切換える。副走査ユニット29の
速度Ｖは、ｉ×1/f（ｉは整定数）の時間に副走査ユニ
ット29の移動した距離Ｄ＝ｊ×Ｐ（Ｊは整数）より得
る。すなわち、Ｖ＝（ｊ×Ｐ）／（ｉ×1/f）速度リファレンステーブルデータＶ（ｎ）は、で求める。

ここで値80HはD/Aコンバータ104（第４図）の０〔Ｖ〕
オフセットデータ、ａ′は加速度である。第10図（ｂ）
にROM−５のテーブルデータの並びを示す。第11図
（ｂ）にROM−５のテーブルデータのグラフを示す。

次に、複写を行うときの副走査ユニット29の駆動シーケ
ンスをMPU101プログラムフローを中心に説明する。電源
が投入されるとMPU101は、D/Aコンバータ104に‘70'Hを
ライトする。D/Aコンバータ104は負電圧を出力するの
で、モータドライバ25のトルク指令は負となり、副走査
ユニット29は原点センサ18の方向へ移動する。原点セン
サ18が副走査ユニット29を検出すると、副走査ユニット
29の位置をカウントする位置カウンタ117がクリアされ
る。位置カウンタ117のクリア後、セレクタ108を切換え
て速度制御ループを選択する。ホームポジションと、副
走査ユニット29の位置の差をd1とすると、速度リファレ
ンスとしてROM−５のデータＶ（d1）をリードして得
る。副走査ユニットがホームポジションの近傍にくるま
で速度リファレンスと副走査ユニットの速度の差分をD/
Aコンバータ104に出力する。このような速度プロフィー
ル制御では、目標位置と副走査ユニットの29距離が離れ
ているとき、副走査ユニットは高速に動き、近づくにつ
れて減速する。副走査ユニットがホームポジションに十
分近くまで移動したらセレクタ108を切り換えて位置制
御ループをセレクトする。複写要求が操作パネルから来
るまで、位置リファレンスをホームポジションとして、
位置リファレンスと副走査ユニットの位置の差分をD/A
コンバータ104に出力する。位置制御では、副走査ユニ
ットは位置リファレンスの位置に停止するように制御さ
れる。

複写要求があるとプリンタ23に給紙指令を出力し、速度
制御に切換え、副走査ユニット29の速度プロフィール制
御を行う。このときの目標位置は、原稿の先頭位置もし
くは座標入力用タブレットから入力された原稿読取開始
位置からROM−３のテーブルデータより得られる助走距
離を引いた位置である。この位置が待機位置である。待
機位置で位置制御を行い、副走査ユニットを停止させ
る。ROM−４のテーブルデータを用いてT0−T1を得て、
給紙センサ53がプリント用紙を検出してからT0−T1後、
副走査ユニット29の加速を開始する。このとき位置リフ
ァレンスはROM−１のテーブルデータを用いて、待機位
置にＡ（ｎ）を加えることにより求める。ｎは周波数ｆ
の割込が発生する毎にイクリメントする。副走査ユニッ
ト29の位置が位置リファレンスと等しくなるように、位
置制御を行う。ROM−２のテーブルデータを用いて加速
を終了し、定速度位置プロフィール制御を行う。このと
きの位置リファレンスは、割込毎に位置リファレンスに
所定の値を加算することにより求める。割込周波数ｆを
変えることにより、定速時の速度を拡大率に応じて変え
る。副走査ユニット29が原稿読取終了位置に達すると、
速度制御に切換えて、目標位置をホームポジションにし
て、速度プロフィール制御を行い、次にホーム位置で位
置制御を行う。

複数枚連続複写するときは、目標位置を待機位置とし、
速度プロフィール制御を行った後、待機位置で位置制御
を行う。複数枚の複写を行う場合、副走査ユニットは毎
回ホームポジションまでリターンしないので、１回の副
走査に要する副走査ユニットのシーケンス動作時間がみ
じかくなり、複写速度が従来より高速化できる。

又、副走査ユニットの位置プロフィール制御を行うた
め、副走査ユニットの助走時間、助走距離を正確に知る
ことができるので、拡大，縮小，移動などの複写時で
も、複写した画像の位置精度が高い。又、副走査ユニッ
トをある位置からある程度離れた目標位置まで移動する
ときは、速度プロフィール制御を行うので、モータのト
ルクを最大限用いることができ、高速に移動することが
できる。

発明の効果エンコーダパルスと基準クロックとの位相差を計測し、
位相差データを用いて位置情報を拡張し、位置プロフィ
ール制御による定速度制御を行うことで、定速度制御時
の制御性能をPLL制御と同等に保ちつつ、PLL制御の欠点
である同期はずれをなくし、定速度制御時以外の柔軟な
制御動作を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の複写機の外観図、第２図は
第１図の複写機の内部構成を示す概略ブロック図、第３
図は第２図のブロック図中のプリンタ部の内部構成を示
す概略構成図、第４図は第２図のブロック図中の副走査
ユニット制御部の内部ブロック図、第５図は第４図のブ
ロック図中のリード／ラグフィルターの一例を示す回路
図、第６図は第５図のフィルターの周波数特性図、第７
図は第２図のブロック図中の原稿位置検出回路の内部ブ
ロック図、第８図は第７図の回路の動作タイミングチャ
ート、第９図（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ第２図
のブロック図中のROM−1,ROM−2,ROM−３のデータテー
ブルを示すメモリー配置図、第10図（ａ），（ｂ）はそ
れぞれ第２図のブロック図中のROM−4,ROM−５のデータ
テーブルを示すメモリー配置図、第11図（ａ），（ｂ）
はそれぞれROM−1,ROM−５のデータテーブルのデータを
示すグラフ、第12図は移動複写を説明するための原稿と
複写画像の位置関係を示す説明図、第13図は、原稿と副
走査ユニットの位置関係を示す側面図、第14図，第15
図，第16図はそれぞれ副走査ユニットの動作シーケンス
を示すシーケンス図、第17図は位相差検出回路のブロッ
ク図である。 19……モータ、20……エンコーダ、22……原稿位置検出
回路、23……プリンタ部、29……副走査ユニット、105
……リードラグフィルタ、108……セレクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】定速度制御する制御対象と、制御対象を駆
動する駆動手段と、制御対象の位置を測定するためのエ
ンコーダと、定速度制御すべき速度に対応した基準クロ
ックを発生する手段と、前記基準クロックと前記エンコ
ーダからの位置に対応したパルスとの位相差を、位相差
計測クロックによってカウントする位相差測定手段と、
前記エンコーダからのパルスをカウントする位置カウン
タと、前記位置カウンタのカウント値と前記位相差計測
手段のカウント値を合成して、前記エンコーダの位置分
解能よりも高分解能な制御対象の高分解能位置情報を生
成する位置情報生成手段と、制御対象の制御目標位置で
ある位置リファレンスデータを定期的に所定値ずつ所定
値ずつ増加または減少する位置リファレンス生成手段
と、前記位置リファレンスと前記高分解能位置情報の差
分を出力する位置誤差生成手段とを具備することを特徴
とする定速度制御装置。
【請求項２】前記位置情報生成手段は、マイクロプロセ
ッサを用いることを特徴とする請求項（１）記載の定速
度制御装置。
【請求項３】前記位相差測定手段は、前記位相差を前記
基準クロックの周期よりも小さい周期をもつ前記位相差
計測クロックでカウントすることを特徴とする請求項
（１）記載の定速度制御装置。
【請求項４】原稿を載置する原稿台と、原稿を照明する
光源と、原稿画像を読み取るイメージセンサと、原稿か
らの反射光または透過光を前記イメージセンサ上に集束
する光学系と、前記光源を含み前記原稿台上の原稿を走
査する副走査ユニットと、前記副走査ユニットを駆動す
るための駆動手段と、副走査ユニットの位置を測定する
ためのエンコーダと、副走査速度に対応した基準クロッ
クを発生する手段と、前記基準クロックと前記エンコー
ダからの位置に対応したパルスとの位相差を、位相差計
測クロックによってカウントする位相差測定手段と、前
記エンコーダからのパルスをカウントする位置カウンタ
と、前記位置カウンタのカウント値と前記位相差計測手
段のカウント値を合成して、前記エンコーダの位置分解
能よりも高分解能な副走査ユニットの高分解能位置情報
を生成する位置情報生成手段と、副走査ユニットの制御
目標位置である位置リファレンスデータを定期的に所定
値ずつ増加または減少する位置リファレンス生成手段
と、前記位置リファレンスと前記高分解能位置情報の差
分を出力する位置誤差生成手段とを具備することを特徴
とする画像読み取り装置。
【請求項５】前記位置情報生成手段は、マイクロプロセ
ッサを用いることを特徴とする請求項（４）記載の画像
読み取り装置。
【請求項６】前記位相差測定手段は、前記位相差を前記
基準クロックの周期よりも小さい周期をもつ前記位相差
計測クロックでカウントすることを特徴とする請求項
（４）記載の画像読み取り装置。