JPS5876854A - 立上り制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複写機の光学系走査部などに用いられる立上り
制御方式に関する。

往復走査機構上停止状態から起動して常に決まった時間
及び距離で立上げて等速で走査する場合従来は第１図に
示すような制御系を用いていた。

この制御系では往復走査機構を第２図（ａ）の実線のよ
うな目標関数（ランプ関数）で走査するように基準パル
スｒｅｆ　ｋ発生させ、サーボモータ１と連動するエン
コーダ２からのレイ−ドパツクパルスと基準パルスｒｅ
ｆとを比較回路３で比較し、その比較出力？位相補償器
４及びサーボ増幅器５ケ介してサーボモータｌに印加し
てサーボモータＩＫより往復走査機構をｇ＠する。第２
図（→の）は往復走査機構の位置及び速度に対する目標
関数を実纒で示し、その実際の動作全点線で示している
。

しかしこの制御方式では第２図の）に示すように必らず
往復走査機構の実際の速度はオーバシー−トが発生し、
往復走査機構がワイヤケ含む場合には立上ジ時に振動が
発生して開側１が不安定になり、往復走査機構が等速に
なるまでに時間が、かかってしまう。また複数台の往復
走査機構をそれぞれこの制御方式で制御して相異なる目
標速度で同期して走査する場合各往復走査機構の立上、
！７が不安定であるため、同期がとりにくい、 そこで各目標速度毎に目標立上りカーブを形成するデー
タケ発生させてこれらのデータにより各往復走査−＃に
それぞれ制御する方式が考えられる、しかしこの方式で
は目標立上りカーブを形成するデータケ発生させるので
、回路構成が複雑になるという欠点を有する。

本発明は上記のような欠点を改善し、立上りが安定で複
数台の往復走査機構を相異なる目標速度で常に同期して
走査することが可能であると共に回路講成全簡単にでき
る立上り制御方式全提供することを目的とする。

以下図面ヶ参照しながら本発明について実施例をあげて
説明する◎ まず第３図に示す複写機のランプ及びレンズ移動型照明
結隊系の一例について説明する。この例においてランプ
１０は原稿載置台１１と平行な方向イヘ一定の速度ｖｓ
で走査されると同時にレンズ１２が同方向イヘ一定の速
度ｖＬＳで走査され、ランプ１０が原稿載置台１１上の
原稿を照明してその反射光がレンズ１２により感光体ド
ラム１３上に結像さｎることによって感光体ドラム１３
に原稿画ｆ象が書込まれる。感光体ドラム１３は一定の
速度ＶＤ　　で回転し、ランプｌＯ及びレンズ１２はそ
の後初期位置に戻って停止する。この例では次の諸関係
式が成り立つ。ランプ１０の有効走査距離ｋ　２１＋、
走査方向イと直角な方向に見た原稿とレンズ１２．Ｉ／
ンズ１２と感光体ドラム１３の各間の距離１ｋａ、ｂ、
感光体ドラム１３上に結像された画像の原稿画１象に対
する倍率をｍ、レンズ１２の焦点距ｔ！Ｉｔ−ｆ、レン
ズ１２の有効走査距離全２４とすれば ａ　＝−ｆ　　、　ｂ　＝　（ｍ−１−１）　ｆ　　＝
−ｎ ａ十ｂ　　ｍ＋１ □−一　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
・（４）ｌｎ＋ｌ ｍ＝１とすれば ｖｓ＝ｖＤ ＶＬＳ＝　ＶＤ／２ ７７グ１０及びレンズ１２はそれぞれ独立の往復駆動機
構により走査されるが１本発明の実施例ではこのラング
１０　、レンズ１２及び両往復駆動機構よりなる両柱復
走査機構を制御してランプｌＯ及びレンズ１２が複写領
域つｌり等速走査領域に同時に入るようにするために立
上り時間（ラング１０　　、レンズ１２の起動信号が到
来してから複写′頭載に入る筐での時間）を一致させて
いる。上記両往復駆動機構は共に第４図に示すような構
成となって２ジ、ランプｌＯ、レンズ１２は各々走行体
１４で保持されている。この走行体１４は案内ｉ１１］
１５，１６に軸受により移動自在に支持され、プーリ１
７が走行本体１４の側部に固定されている。

ワイヤ１８はプーリ１７に巻回さ扛てプーリ１９に掛け
ら匙プーリ２０に巻回されてプーリ２１に掛けられプー
リ１７に巻回されて両端が不動部材に固定されている。

プーリ２０はサーボモータ２２と一体のＪ動プーリ２３
にワイヤ２４で連結され、サーボモータ２２により走行
体１４と一体のランプ１０又は１／ンズ１２が走査され
る。走行体１４には遮光板２５が収付けられ、この遮光
板２５は走行体１４が初期位置にあるときにホーム位置
センサ２６を動作させる。

本発明の実施例は立上り距離を目標速度によらず常に一
定として立上り制御回路全簡易“化したもので、その原
理全説明する。２つの走査体ｌ０９１２の目標速度Ｖ、
、ＶＢの比が例えば第５図に示すように２：ｌτある場
合に２いて両走査体の立上り時の速度関数ＶＡ　、　Ｖ
　３３は ＶＡ　＝ＶＡ　ｆ（’）　、ｆ　（ｔＡ）＝１　、　ｆ
（ｏ）＝０２　　　　　　　２ と耽る。また両走査体の立上り時の位置関数Ｘ、。

ｘＢは となる。本発明の実施例では両走査体を第５図及び第６
図に示すような速度カーブ及び位置カーブで立上げる、
つまり両走査系の立上り距離を等しくし立上り時間？目
標速度に比例するようにする。

このようにすれば第６図あるい）よ（５）弐全見てわか
るように走査系の立上り時の位置に関する関数Ｘｍはｘ
ｍ＝ＶＡＦ（１）（ｍ：ｆ倍率、　Ｖ、ａ、　：ｍ＝　
１のときの速度）となる。つまり目標速度を１倍にした
いとき１ は立上ジ時の位置関数？時間軸についてｍ倍に拡大した
関数と丁ればよい。

第７図に本発明の一実施例を示す。この図では初期位置
停止制御及び復帰制御を行う回路は周知の回路が用いら
れていて複雑さケ避けるために省略してあり、また一方
の走査体に対する制御回路の与が示されていて他方の走
査体に対する略同様な構成の制御回路は示されていない
。

サーボ機構制御器３０は走査体の目標速度全指定するブ
ータラ１／ジスタ３Ｌ３２に転送しておき。

レジスタ３１へのデータは走査体が目標速度で動作Ｉ〜
でいる時に周波数−電圧変換器３３の出力電圧（速度信
号電圧）に等しい基準電圧がデジタル−アナログｆ換器
３４から発生するように上記基＄電圧に相当するデータ
となっているーレジスタ３２へのデータは走査体が目標
速度で動作していル時ニエンコーダ３５からのフィード
バックパルスの周波数に等しい基準パルスがＮカウンタ
３６から発生するように上記基準パルスの周波数に相当
するデータとなっている。Ｎカウンタ３６は汐りえはダ
ウ７カウンタで構成さして発振器３７からのクロックパ
ルスで歩進し、ボロー信号が出る毎にカウンタ３２の内
容がプリセットされる。エンコーダ３５はフィードバッ
ク系全構成するもので。

サーボモータ２２に連結されていて走査体の走査距離に
対応してフィードバックパルス全発生ｔｂ。

立上り制御モードでシまサーボ機構制御器３ｏ　は状態
指定レジスタ３８にスイッチ３９をオフさせてスイッチ
４０〜４２をオンさせる。ここにサーボ機構制御器３０
は初期状態ではアップダウンカウンタ４３．フリツプフ
０ツブ４４．？クリア信号によりクリアしている。分周
器４５の分周率は分周率指定回路４６がサーボ機構制御
器３０からのデータに従って第８図に示す如く走査体の
立上り時にα、→α２→α、（α１〈α、くα３）と徐
々にｌに近づけていく。この分周率が１のときは分周器
４５の出力が走査体の目標速度に対応する基準パルスと
なるが１分周率及びその変更の数は走査体の目標速度関
数Ｘ（ｔ）に対して折れ線近似されるようにサーボ機構
制御器３０によって予め選ばｔている。

また分周率変更のタイミングはサーボ機構制御器３ｏが
分周器４５の出力パルスを計数してその値が例えば第８
図の例ではｘ＋　＋ｘｔＨ’（折れ線近似関数の折れ点
）に対応する値となったときに決定される。この様な構
成によると、走査体の目標速度が変わっても分局率変更
の数及び分周率変更のタイミングを制御するジ−タンス
勿何ら変える必要。

かない。第１１図は分周器４５及び分周率指定回路４６
の具体的例を示す。分周率指定回路４６はラッチ回路が
用いられ、分局器４５は一般の’Ｌ’　Ｔ　Ｌ７４１９
３．７４０５．７４００にて構成さね１分周率がｌから
−￥、まで変更できる。

さてサーボ機構制御器３０は走査開始信号が到来すると
、前記クリア信号全解除し、状態指定レジスタ３８にス
イッチ３９をオフさせスイッチ４０〜４２全オンさせ立
上り制御モードとする。１７ジスタ３１　＋　３２　に
は倍率ｍに応じて前述したデータがセットされている。

そうすると、レジスタ３１のデータはデジタル−アナロ
グ変換器３４でアナログ値に変換されて基準電圧となり
、一方エンコーダ３５からのフィードバックパルスが周
波数−電圧変換器３３でその周波数に応じた電圧に変換
されて速度信号電圧となる。上記基準′直圧は加算回路
４７ケ経て比較回路４８により上記速度信号電圧と比較
され、その差分が位相補償器４９．スイッチ４２　、サ
ーボ増幅器５０を介してサーボモータ２２に印加され走
査体が立上げられる。このｆｆｆ制御だけで（、Ｌ走査
体の立上り距離全一定にすることはできないが、分周器
４５の出力）ζルスが微分回路５３で微分されてアップ
ダウンカウンタ４３をインクリメントする。従ってアッ
プダウンカウンタ４３は走査体の目標運動軌跡に応じた
基準ノ；ルスでインクリメントされ、またエンコーダ３
５からのフィード〉クックパルスが微分回路５４で微分
されてアップダウンカウンタ４３をデクリメントする。

このようにして走査体の実際の位置と目標運動軌跡との
差分が求められ、この差分がエンコーダ５５でエンコー
ドされてデジタル−アナログ変換器５６でアナログ値に
変換され非反転１反転切換増幅器５７に入力されろ。フ
リップフロップ４４はアップダウンカウンタ４３からの
ボローでセットさしてキャリーでリセットされ、増幅器
５７は演算増幅器５８．スイッチ５９及び抵抗６０〜６
２よりなり、フリップフロップ４４の出力でスイッチ５
９が切換動作ケ行うことによって走査体の目標運動軌跡
に対する遅れ進みに応じて人力を非反転増幅・又は反転
増幅を行なって正、負に振る。この増幅器５７の出力信
号は誤差信号として位相補償回路６３．スイッチ４０．
利得可変増幅器６４を経て加算回路４７に人力され、デ
ジタル−アナログ変換器３４からの基準電圧を補正して
走査体が目標運動軌跡通り動くようにする。この場合基
準重圧全補正するだけであるから制御系としては安定な
ものが得られる。この実施例では位相補償回路６３を付
加して応答性を上げるようにしているがこの位相補償回
路は制御対象によってはなくてよい。

ここでエンコーダ３５の出力側に正逆転判定回路（エン
コーダ３５の２出力の位相が−ずれていること全利用し
て正逆転全判定する回路）ｋ付した場合はエンコーダ３
５の出力パルスを正転時にはアップダウンカウンタ４３
のデクリメント入力とし逆転時にはアップダウンカウン
タ４３のインクリメント入力とするように構成すればよ
い。

又エンコーダ５５は排他的オア回路６５及び加算回路６
６よりなり、アップダウンカウンタ４３よりボローが出
てフリップフロップ４４がセットされると、フリップフ
ロップ４４の出力によりアップダウンカウンタ４３の出
力が排他的オア回路６５で補信号にされ加算回路６６で
＋１さｒる。

この時増幅器５７は反転増幅器として動作する。

アップダウンカウンタ４３よジキャリーが出て７リツプ
７０ツグ４４がリセットされると、アップダウンカウン
タ４３の出力がその１ま排他的オア回路６５　、加算回
路６６を通って出力され、増幅器５７が非反転増幅器と
して動作する。このアップダウンカウンタ４３のインク
リメント人カッくルス数Ｐ工Ｎとデクリメント人カッく
ルス数ＰＤ工との差に比例した信号Ｃ（Ｃ＝Ｋ（Ｐ工Ｎ
−ｐ、、工）、に：比例定数）が増幅器５７より出力さ
れる。なおエンコーダ５５は排他的オア回路６５及び加
算回路６６によって構成したが、比ＯＭ、プログラマブ
ルロジックアレイなどによって構成しても′よい。

サーボ機構制御器３０はエンコーダ３５の出力パルスを
カウントして（あるいは分周器４５の出力パルスをカウ
ントして）走査体が一定の立上り距離を通過したこと全
判定しエンコーダ５５の出力？パスバッファ６７を介し
てとり込んでこれが一定の差分値以内（たとえば＋１．
０　、−１　）になったことを検知すると、スイッチ３
９をオンさせてスイッチ４０をオフぎせ、またスイッチ
４１をオフさせて等速制御モードにする。利得可変増幅
器６４は演算増幅器６８　、スイッチ４１及び抵抗６９
〜７２よりなり、スイッチ４１の□オンで利得が上がる
ことによりループゲインを上げて等速制御時の定常誤差
を小さくする。位相補償回路７３は演算増幅器７４．コ
ンデンサ７５及び抵抗７６　、７７よりなり、増幅器５
７の出力を平滑する役目を持っている。このことはデジ
タルＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ　ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ　）　
　におけるチャージポンプ回路の出力側にループフィル
タを挿入した場合と同じ意味である。

このようにこのｒｌＪでは立上り制御モードから等速制
御モードへ円滑に突入する。つまり立上り制御モードか
ら等速制御モードに移るときに従来のように立上シ時に
位置の管理を行なわないで立上げて等速近傍になるとＰ
ＬＬモードに切換るというような方式では切換時に基準
パルスとフィードバ、クバルスの位相が一致しないこと
がめり、このとき、＠、に位相ケ合わせようとするので
不安定の原因となっていた。本方式は最初から基準パル
スとフィードバックパルス数の比較を行なっているので
、上記したような問題がない。

なお第７図において７８はパスバッファ、７９はアンド
回路であり、位相補償回路６３は演算増幅器８０．コン
デンサ８１及び抵抗８２〜８４よりなっている。また微
分回路５３．５４はアップダウンカウンタ４３へ絶対に
インクリメントパルスとデクリメントパルスが同時に印
加されないようにするために挿入されており、同時に両
パルスが到達してどちらかのパルスが無視されることが
ないようにしている。第９図は微分回路５３及びパルス
発生部全示し、第１０図はそのタイミングチャートであ
る。図示しない発振器からのクロックパルスＣＬＫはＪ
Ｋ形フリップフロッフ１よりなる２進カウンタ８５でカ
ウントされ、七の非反転出力及び反転出力によジアンド
ゲート８６．８７が交互にオンしてクロックパルスＣＬ
Ｋがアントゲ・−ト８６゜８７　により交互に取ジ出さ
れる。微分回路５３はＤ形フリッグ７０ッグ８８．８９
　　とアンド回路９０よりなり、オア回路５２からパル
スＩＪ　Ｉ　Ｆ　Ｉ　ＮがＤ形りリップフロッグ８８，
８９に人力されると、クロックパルスｅＬＫＡ　Ｋより
入力パルス］）Ｉ　Ｆ　Ｉ　Ｎの前縁側でアンド回路９
０がオンしパルスＤＩＦＵＵＴが出力される。微分回路
５４も微分回路５３と同様に構成１−アンドゲート８７
からのクロックパルスにより入力パルスを微分する。

ここまでの説明で明らかなように本発明に従えば複数台
の往復走査機構の立上り時間と立上り距離が各々の目標
速度に応じて決定されることがわかる。たとえば前述し
たラング・レンズ移動型照明結像系においてｍ＝ｌ　　
の場合立上り時間を等しく（立上り距離は２：１の関係
に）設定できる。しかじスンプとレンズの走査速度比が
ｍによって一定とならないので、立上り距離は同じであ
るが立上り時間が異なる。この場合は立上ジ時間の差分
だけ各走査体ケずらせて起動させｎは各走査体が等速走
査領域に入る時間を一致させることができる。本発明の
実施例では各往復走査＠＃　Ｉｃついて第７図に示した
回路が設けらし、各々走査開始信号が各々の目標速度に
応じて発せられるような構成となっている。

以上のように本発明によれば往復走査機構を停止状態か
ら起動して等速で走査する制御方式において目標速度？
指定する基準電圧と往復走査機構の実際の速度７表わす
速度信号電圧とを比較する第１の系と、往復走査機構の
目標運動軌跡からのずれ上水める第２の系とを有し、第
１の系及び第２の系の出力？誤差信号として往復走査機
構を駆動″ｊるりで、立上りが安定で立上シ距離を一定
に制御でき、複数台の往復走査機構を相異なる目標速度
で常に同期して走査することが可能となる。

また第２の系では目標速度を指定する基準パルスを分周
器で分周しこの分局器の分局比をその出力パルスの起動
時からの数に応じて可変し分局器の出力パルスとフィー
ドバック系よシ往復走査機構の走査距離に対応して発せ
られるフィードバックパルスと比較するので、目標速度
ごとに分局器及びその分周率変更手段ケ変える必要がな
くて回路構成が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式を示すブロック図、第２図は従来方式
全説明゛するための図、第３図は照明結像系の一例？示
す平面図、第４図は往復駆動機構の一例を示す斜視図、
第５図及び第６図は本発明全説明するための図、第７図
は本発明の一実施例を示すブロック図、第８図は同実施
例ケ説明するための図、第９図は同実施例の一部分全示
すブロック図、第１０図は同部分のタイミングチャート
、第１１図は同実施例の他の部分上水すブロック図であ
る。 ２２−−−　　サーボモータ、　　　　　３１．３２−
−−レジスタ、　　　　３３・・・周波数−車圧変換器
。 ３４．５６・・・　デジタル−アブ０グ変換器、３５・
・・バルスエンコ、−ｆ、５５−・・　エンコーダ、　
　　　３６・・・Ｎカウンタ、３７・・・発振器％　　
　　４３・・・アップダウンカウンタ、　　　　４４・
・・フリップ７０クプ。 ４５・・・分周器、　　　　４６・・・分周率指定回路
、４７・・・加算回路、　　　　４８・・・比較回路、
５７・・・非反転９反転切換可能増幅器。 ＪＬ＊パ」シＩ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 往復走査機構を停止状態から起動して目標速度にする制
   御方式において、目標速度を指定する基準電圧と前記往
   復走査機構の実際の速度を表わす速度信号電圧とを比較
   する第１の系と、目標速度を指定する基準パルス七分周
   器で分周しこの分周器の出力パルスの起動時からの数に
   応じてこの分周器の分局比を可変しこの分周器の出カッ
   （ルスと前記往復走査機構の移動距離に対応して発生す
   るフィードバックパルスとを比較する第２の系とを有し
   、この第２の系及び前記第１の系の各比較出力の和を誤
   差信号として前記往復走査機構を駆動して立上り距離を
   一定に制御することを特徴とする立上り制御方式。